Теплообменный элемент Советский патент 1991 года по МПК F28D7/10 

фце 1

Изобретение относится к устройствам для нагревания и охлаждения вязких жидкостей

Цель изобретения - интенсификация теплообмена,

На фиг.1 изображен теплооОменный элемент, продольный разрез; на фиг 2 - то же, тмерзчьый разрез (с указанием на- прзрлеиий движения иязкой жидкости;; на фиг.З - Ь - t иды с шманий вязкой жидкостью ребер наг.эдки,

топлоо()менннЛ элемент выполнен в виде корпуса 1, зстзвки, установленной в корпус 1 с кольцевым зазором 3, е коюром р,з.)ме;цен,э нас,чдкэ4 а виде гофрированной ленты. Ребре 5 н,1сэцки4 ЕЫПОЛНС-НЫ прерывистыми е продольном напр,ЭЕ1ленми. На- с.здка А чьтюлче на составном по длине из участков 6 с постоянной шириной тфр на к.ькдом участке У) участка ми 6 насадки установлены шэпбы 7, плотно прилегающие к стенкам юрпуса i и встаикм 7. Шайбы 7 отверстия 8, которые смещены о соседних шайбах на половину шага между от- В.--РСТИЯМИ, так как каждая последующая шайба 7 повернута вокруг оси 9 огносшеяь- но предыдуией на утл, ранный иопоиине радиального угла « между соседними отверстиями 8 Площадь отверстий 8 состэв- л ют 0 05 - Э,10 от пмощади шайб 7 длгна учасгюа 6 вЗ -Ь ра . пгерышает внутренний диаметр кортус 1

ТеплооО енныи племен работает гле- д/ющим образом

В теплооОмениый элемент подастся ох- ллждрюИсР (нг -реелюшая) сррдэ, напои- мер Он.з пспадэет Б пространств между корпусом . и естгткой 2, тчк far по лая асгэака У обычно заглушена с одного конца элемента Двигаясь ь м°жтрубном прострпнсюе, пязкая жидкость обменивается теплом с оллаждлющен (нагрвпаю дзй) средой чере. стенки корпуса 1 и насадку 4, выполняющую роль ооебречич гаюм попадает е отверстия 8 шайбы 7 первой гс ход/ жидкости Пролоди его. жидкое ть, аналогично ибмен ивг сь темпом с корпусом 1 i J садкой 4. стргмигсч попасть и отверстие 1C по хэду жидкости Несоигк-де- ние осей отве рслий 8 и 10 создав условия, когда угол fTii1 и (т,е угол между направлением движения ч- 1ДКОСТИ и ребрами 5 на с,здки 4) отличен or нуля, что приводит к возникновению вторичных теченп;, имеющих нсрмэльнч К составляющую относительно скорости основного потока и. кзк следствие интенс 1фикаци | теплоо мсч i

(фИГ 5 /1НГ6НС HCCTt ТЭПЛ1К JM6M9 СТЯ1 0вится максимальной при смещении после- дуюй;его отверстия 10 относительно предыдущего отверстия 8 на угол, равный а/2. так как эта ситуация соответствует максимальному углу атаки.

Доказательством увеличения интенсив- теплообмс а гложет служить, например, рассмотрение результатов двух теоретических (численных) исследований

теплоо&мепа .три течении жидкости в каналах с прерывистыми стенками, которые па- ралелльны направлению движения ccnoFiHO 0 потока (фиг.З) и перпендикулярны ему (фиг ч. Если в первом случае интенсивность теплообмена возрастает по сравнению с течением в гладком канале в 1,8 - 3,7 раза (при изменении чисел Рей- нольдсз Re от 200 до 1400), то во втором случае значительно большее - в 4 - 8 раз (в

том же диапазоне чисел Re). Очевидно что величина эффекта, достигаемого от использования изобретения (фиг.5), находится между двумя рассмотренными случаями и тем больше, 11ем геометрия расположения

насадки в теплообменных элементах ближе к второму случаю (фиг.4)

Рост интенсивности теплообмена со- пров,| чается ростом гидоавлического со- протирпения. Рациональное соотношение

МРЖДУ ними и минимальная масса теплооб- мечичк ) достигаются при величине отношения площади отверстий 8 к площади шайб7, 9-эрно1. 0,05 - 0,1 и отношении длины участков 6 4- к внутреннему диаметру

корпуса , равном 3-5.

Предлагаемый теплообмснный элемент обладает высокой эффективностью, компак- пюстыо простотой сборки Применение его для охлаждения (нагревания) вязких жидкостой позволяет уменьшить габариты тепло- обмзнных аппаратов npt i уменьшении за фат на изготовление

Формула изобоетения Геп/юоОменный элемент, содержащий

и зстаыку, установленную в нем с кольцевом зазором, в котором размещена насадка, имеющая участки по длине корпуса из гофрированных лент, отличающийся тем. что, с целью интенсификации теплообмена, между гофрирвознными лентами насадки установлены шайбы с отверстиями, площадь коюрых составляет 0,05 - 0,1 площади , при этом отверстия в соседних ыяйсал сп щепы друг относительно друга

на полови у шага между отверстиями а иаиСе, Р BL сота лент насадки в 3 - Ь раз |Гре«ыШ ет внутренний диаметр корпуса.

4 8

® Фуг. 2

ЯРиъЗ

т

.

//

uz.f