Теплообменный элемент Советский патент 1992 года по МПК F28F1/02 F28F1/36 

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам.

Известен кожухотрубный теплообмен- . .ник, содержащий пучок винтообразно закрученных труб овального профиля, установленных с касанием соседнихтруб по максимальному размеру овала и закрепленных прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом трубы установлены с зазорами, образующими по длине пучка щелевые каналы.для прохода теплоносителя при поперечном обтекании пучка. Максимальная ширина каналов равна половине разности между максимальным и минимальным размерами овала.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность теплообмена.

Наиболее близким к предлагаемому является кожухотрубный теплообменник, содержащий винтообразно закрученные трубы фасонного профиля, закрепленные прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом профиль труб выполнен в виде овала, имеющего ширину, равную диаметру прямых концов, а шаг их закрутки составляет 12-25 максимальных размеров овала.

Однако это устройство характеризуется недостаточно интенсивным теплообменом при течении теплоносителя внутри труб. .

Целью изобретения является интенсификация теплообмена внутри винтообразно закрученной трубы путем периодического изменения площади поперечного сечения и формы профиля трубы по ее длине.

ю

00

м

со

На фиг. 1 изображен теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы изменяющегося фасонного профиля, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (в виде многогранника); на фиг. 3 -сечение Б-Б на фиг. 1 (в виде деформированного овала); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1 (в виде многогранника); на фиг. 5 - сечение ГТ на фиг. 1 (в виде овального профиля).

На фиг. 1-5 обозначено: S - шаг закрутки трубы; d - максимальный размер овального профиля, для которого площадь поперечного сечения является максимальной; t - шаг периодического изменения площади поперечного сечения трубы.

Теплообменная труба, закрученная от- но сительно своей оси. имеет периодически меняющийся по длине трубы профиль с плавным переходом от овального профиля к профилю с деформированными большими стенками. При этом периодически изменяется и площадь поперечного сечения трубы от 1,0 до 0,87 максимальной площади с шагом t, составляющим 0,025-0,25 шага закрутки трубы (S) и 0,3-1,5 максимального размера овала (d).

Устройство работает следующим образом..

При циркуляции потока жидкости по трубе осуществляется его спиральная закрутка, а периодические пережатия сечения трубы вызывают изменения профилей скорости по ее длине.

Спиральная закрутка потока приводит к уменьшению толщины пристенного слоя за счет действия центробежных сил на поток теплоносителя, движущийся по криволинейной траектории, а периодическое пережатие сечения трубы по ее длине - к дополнительной турбулизации пристенного слоя за счет срыва потока при обтекании стенки трубы с переменным профилем и интенсификации теплообмена. Использование теплообменного элемента позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между внутренней поверхностью трубы и теплоносителем и улучшить массогабаритные характеристики аппарата.

Формула изобретения

1.Теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы удлиненного фасонного профиля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, труба выполнена с последовательно расположенными участками, каждый из которых имеет переменный профиль и проходное сечение, плавно изменяющиеся соответственно от овального к профилю с

деформированными стенками, причем минимальное уменьшение сечения трубы составляет 0,87 от ее максимальной площади поперечного сечения.

2.Элемент по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что шаг между упомянутыми участками

трубы составляет 0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овального профиля.

Изобретение относится к теплообмен- ному оборудованию, в частности к конструкции кожухотрубных теплообменников. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Теплообменный элемент выполнен в виде трубы овальногб профиля, винтообразно закрученного относительно ее оси, при этом площадь ее поперечного сечения изменяется в пределах от 0,87 до 1,0 максимальной площади поперечного сечения с плавным переходом от овального к изменяющемуся по длине многогранному профилю. Шаг периодического изменения площади поперечного сечения профиля трубы составляет 0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овала. 1 з.п. ф-лы.5 ил. V fe

.-4

FfTF1

LA

6-6

Фиъ,2

Фиг.З

Фиг Л

8-8

Г-Г

-«

ФигМ

Фиг 5