Трубный пучок теплообменника Советский патент 1991 года по МПК F28D7/00 F28F1/24 

Изобретение относится к рекуперативным трубчатым газожидкостным теплообменникам и может быть использовано в различных отраслях промышленности для охлаждения или конденсации с охлаждением различных энергоносителей, жидких технологических продуктов и их паров.

Известен трубный пучок газового теплообменника, включающий группы труб, расположенные в шахматном порядке, с установленными на их наружной поверхности теплообменными ребрами, Каждое теп- лообменное поперечное ребро в направлении к выходу высокотемпературного газа имеет больший радиальный размер, чем в направлении выхода. Больший радиальный размер достигнут обрезкой

(удалением) части поверхности ребер со сто; роны входа газа.

Однако компактность и интенсивность теплопередачи такого трубного пучка сравнительно невысоки, так как поверхности ребер трубы обрезаны в их лобовой части по направлению движения газа, а горизонтальные плоскости обрезки проходят с тыльной стороны труб.

Цель изобретения - интенсификация теплопередачи и повышение компактности пучка.

Поставленная цель достигается тем, что при выполнении хорд сегментных вырезов в поперечных теплообменных ребрах по касательной к поверхности труб максимальный диаметр ребер составляет 1,79-2.28

О

00 00

о

о ел

диаметра трубы при продольном шаге груб в пучке, составляющем 1,0-0,77 максимального диаметра ребер, и поперечном шаге, составляющем 1,08-1,6 величины продольного шага.

На фиг. 1 изображен трубный пучок, поперечный разрез; на фиг,2 - труба с поперечными теплообменными ребрами, вид в плане; на фиг.З - то жо, общий вид,

Трубный пучок теплообменника включает несущую трубу 1 с поперечными тепло- обменными ребрами 2, имеющими в плане вид круговых дисков с сегментными вырезами на частях дисков, находящихся с тыльной стороны каждой трубы 1.

Хорды 3 сегментных вырезов каждого теплообменного поперечного ребра 2 размещены по касательной поверхности несущих труб 1, расположены с тыльной стороны и перпендикупярны по отношению к направлению потока охлажденного агента, например воздуха. В теплообменной секции 4 несущие трубы располагаются в шахматном порядке с поперечным шагом Snn и продольным шагом 5Пр.

Поперечный шаг составляет 1,08- 1,6 величины продольного шага 5Пр, который, в свою очередь, составляет 1,0-0,77 максимального диаметра (по необрезанной части) поперечных теплообменных ребер 2, при этом отношение максимального диаметра поперечного теплообменного ребра 2 к наружному (т.е. максимальному) диаметру теплообменных труб составляет 1,79-2,28

Несущая труба 1 в теплообменниках воздушного охлаждения по условиям коррозионной стойкости к обрабатываемым энергоносителям изготавливается обычно биметаллической и состоит из коррозионно- устойчивой несущей трубы (нержавеющая и

углеродистая сталь, латунь)и высокотеплопроводной оболочки с ребрами из алюминия и их сплавов.

Трубный пучок теплообменника работает следующим образом.

Несущие трубы 1 при прокачивании по ним энергоносителя или технологического продукта нагреваются. Поток охлаждающего агента (воздуха) подается на теплообменную секцию 4 со стороны необрезанной части поперечных теплообменных ребер 2 и, попадая в межтрубное пространство, нагревается за счет теплопроводности через стенки несущей трубы 2 и конвекцией с поверхности поперечных теплообменных ребер 2, затем нагретый воздух при дальнейшем движении, выбрасывается в окружающую среду.

Использование изобретения позволяет повысить компактность трубного пучка и интенсифицировать теплообмен.

Формула изобретения

Трубный пучок теплообменника с шахматной компоновкой труб, снабженных поперечными ребрами, каждое из которых выполнено в виде диска с сегментным вырезом, расположенным с тыльной стороны

трубы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена и повышения компактности пучков при выполнении сегментного выреза с хордой, размещенной по касательной к трубе, максимальный диаметр ребер составляет 1,79- 2.28 диаметра трубы, а трубы в пучке расположены с продольным шагом, составляющим 0,77-1,0 максимального диаметра ребра, и с поперечным шагом, составляю0 щим 1,08-1,6 продольного шага.

пп

Изобретение относится к трубчатым теплообменным аппаратам газожидкостного типа, в которых охлаждающим агентом является воздух, и может быть использовано в любой отрасли промышленности для охлаждения энергоносителей и конденсации их паров. Конструкция теплообменника позволяет повысить интенсивность теплоотдачи, обеспечить энерго- и материалосбе- режение при неизменном отводимом тепловом потоке. Теплообменная секция аппарата имеет шахматное расположение труб с поперечными круглыми ребрами, по всей длине в плане имеющими конфигурацию кругового диска, обрезанного по хорде, касательной к окружности основания. При этом хорда перпендикулярна к оси обтекания трубы потоком, максимальный диаметр ребер составляет 1,79-2,28 диаметра трубы с продольным шагом, равным 1-0,77 максимальный трубы диаметра, и с поперечным шагом, составляющим 1,08-1,6 продольного шага. Условия обтекания трубы в секции улучшены, балластная теплоотдающая площадь поверхности отсутствует, увеличивается интенсивность теплоотдачи и снижаются затраты энергии на перемещение воздуха, уменьшается металлоемкость. 3 ил.

Воздух

Фиг.1

Фиг. 2

7