Теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28F1/04 F28F1/32 F28F3/04 

%:JbiifФие.1

Изобретение относится к теплообмен- ной аппаратуре и может быть использовано в энергетической, транспортной и других областях промышленности.

Известен теплообменник, содержащий плоские многоканальные алюминиевые трубы с лепестковым оребрением, расположенным на их поверхностях параллельными рядами. Оребрение выполнено за одно целое с основой трубы и его ряды перпендику- лярны оси трубы. Перфорация в лепестковом оребрении интенсифицирует теплоотдачу, но не позволяет устранить ее неравномерность по глубине трубы, и тем самым использовать потенциальные свойства оребрения.

Известен также теплообменник, содержащий параллельно расположенные ряды плоских многоканальных труб, на которых выполнено поперечное оребрение в виде лепестков постоянной высоты. Причем оребрение выполнено за одно целое с основной трубы и его ряды перпендикулярны оси трубы и ее плоскости. Недостатком известного теплообменника также является невозможность роста интенсификации теплообмена по глубине сребренных труб, что влечет за собой снижение температурного перепада между теплоносителями и эффективности теплообменника в целом.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в известном теплообменнике, содержащем многоканальные секции прямоугольного профиля с двухсторонним поперечным оребрением в виде трапецеидальных лепестков с передними и задними кромками, расположенным по длине секций параллельными рядами с заданным шагом, лепестки расположены под углом а к набегающему потоку, лежащему в интервале 5 а 20° разнонаправленными на противолежащих сторонах соседних секций, причем лепестки имеют форму прямоугольной трапеции, примыкающей к поверхности секции боковой стороной; передние и задние кромки лепестков расположены перпендикулярно основанию и обращены в противоположные стороны на противолежащих сторонах соседних1 секций. Угол наклона лепестков в каждом ряду выполняется переменным, увеличивающимся по ходу теплоносителя, при этом передние кромки лепестков в рядах расположены на линиях, отстоящих от задних кромок на расстояние, не превышающее половины расстояния между задними кромками лепестков в соседних рядах.

На фиг.1 представлен теплообменник; на фиг.2 -теплообменная секция, образующая теплообменную поверхность; на фиг.З - фронтальный вид теплообменника; на

фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - вид сверху на теплообменную секцию.

Теплообменник (см. фиг.1) содержит многоканальные теплообменные секции 1 прямоугольного профиля с двусторонним

поперечным оребрением, выполненным в виде лепестков 2 с передними 3 и задними

4кромками, расположенных по длине секций 1 параллельными рядами 5 (см. фиг.2) с заданным шагом. Лепестки 2 имеют форму

прямоугольной трапеции, прилегающей к поверхности секции 1 боковой стороной 6, а передние 3 и задние 4 кромки перпендикулярны основанию 7 (см. фиг.З) и обращены на противолежащих сторонах соседних

секций 1 в противоположные стороны (см. фиг.4). Лепестки расположены под углом а к набегающему потоку, лежащему в интервале 5 а 20° разнонаправленным на противоположных сторонах соседних секций 1. Угол наклона лепестков 2 в каждом ряду 5 выполнен переменным, увеличивающимся по ходу теплоносителя.

Передние 3 кромки лепестков 2 в рядах

5расположены на линиях в-в (см. фиг,5), отстоящих от задних 4 кромок на расстояние а-в, не превышающее половины расстояния между задними 4 кромками лепестков 2 в соседних рядах 5. Выполнение лепестков в форме прямоугольной трапеции и расположение их под углом 5 а. 20° на противолежащих сторонах секций с противоположным направлением изменения высоты лепестков обеспечивает перекрытие зазора между секциями и увеличивает теплоотдачу. Расположение лепестков под углом к набегающему потоку и разнонаправленным на противолежащих сторонах секций усиливает турбулизацию потока в плоскости, перпендикулярной потоку во внутренних каналах. Увеличение угла наклона лепестков в каждом ряду по ходу набегающего потока последовательно усиливает турбулизацию его в плоскости, параллельной потоку во внутренних каналах.

Изменение указанного угла наклона лепестков в диапазоне от 5 до 20 град обусловлено наилучшими условиями, обеспечивающими увеличение коэффициента теплопередачи при умеренных энергетических затратах. Таким образом условия теплообмена между

потоками будут сохраняться высокими по всей глубине теплообменника. В процессе работы теплообменника в каналы теплооб- менных секций 1 подается один теплоноситель, например жидкость, которая отдает свое тепло в стенки каналов секций и лепестки 2. Движение второго теплоносителя, например газа, в межреберном пространстве между лепестками 2 обеспечивает тепло- отвод от них.

Такое выполнение теплообменника обеспечивает интенсификацию теплообменника между теплоносителем и внешней средой за счеттурбулизации потоков охлаждаемой внешней вреды и выравнивания условий теплообмена по глубине. Формула изобретения 1. Теплообменник, содержащий многоканальные теплообменные секции прямоугольного профиля с двусторонним поперечным лепестковым оребрением в виде трапецеидальных лепестков с передними и задними кромками, расположенных по длине секций параллельными рядами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, лепестки

расположены под углом а к набегающему потоку, лежащему в интервале 5° а 20°, разнонаправленными на противолежащих сторонах соседних секций, причем лепестки

имеют форму прямоугольной трапеции, примыкающей к поверхности секции боковой стороной, перпендикулярной основанию, и обращены на противолежащих сторонах соседних секций меньшими основаниями в противоположные стороны.

2.Теплообменник по п.1, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что угол наклона лепестков в каждом ряду выполнен переменным, увеличивающимся по ходу теплоносителя.

3.Теплообменник по пп.1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что передние кромки лепестков в рядах расположены на линиях, отстоящих от задних кромок на расстояние, не

превышающее половины расстояния между задними кромками лепестков в соседних рядах.

Использование: теплообменные аппараты в энергетической, транспортной и других областях техники. Сущность изобретения: теплообменник содержит многоканальные теплообменные секции 1 прямоугольного профиля с двусторонним поперечным оребрением в виде трапецеидальных лепестков 2. Лепестки 2 расположены по длине секций 1 параллельными рядами под углом а к набегающему потоку. Угол а лежит в интервале 20°. Лепестки 2 имеют форму прямоугольной трапеции и примыкают к поверхности секции 1 боковой стороной. Последняя перпендикулярна основанию. Лепестки 2 на противолежащих сторонах соседних секций обращены меньшими основаниями в противоположные стороны. Угол а в каждом ряду увеличивается по ходу теплоносителя. Передние кромки лепестков 2 расположены на линиях. Эти линии отстают от задних кромок на расстоянии меньше половины расстояния между задними кромками лепестков в соседних рядах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Фи&. г

LJJ

А

Т У

Фиг. 3

А-А

а

Pue,4

а W

Физ.5