Теплообменная труба Советский патент 1992 года по МПК F28F1/10 

Фиг./

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплооб- менных аппаратах.

Известен ряд теплообменник труб; например, а.с. 1177654, 1985, а.с. 1302132, 1987, патент Великобритании № 2065288,

1981,содержащие спиральные турбулиза- торы.

К недостаткам известных аналогов относится невысокая интенсивность теплоотдачи, сложность изготовления, ненадежность в эксплуатации.

Прототипом данного изобретения является теплообменная труба по а.с. № 903688,

1982,внутри которой с зазором установлен турбулизатор, выполненный в виде пространственной ленточной спирали. К недостаткам прототипа относится низкий уровень теплоотдачи, неравномерность радиального зазора по поперечному сечению трубы.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение надежности работы турбулизатора.

Цель достигается тем, что в теплооб- менной трубе с турбулизатором, выполненным в виде пространственной ленточной спирали и установленной с радиальным зазором, на полотне ленточной спирали турбулизатора, имеющей в поперечном сечении форму дуги, выполнены сферические выступы, соприкасающиеся с внутренней стенкой трубы, при этом величина радиального зазора не превышает высоты дуги поперечного сечения ленточной спирали. Кроме того, на турбулизаторе между сферическими выступами могут быть выполнены сферические впадины или отверстия.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что теплообменная труба с турбулизатором в виде пространственной ленточной спирали отличается тем, что лента, имеющая в поперечном сечении форму дуги, несимметрично обтекается потоком. При этом между наружной и внутренней поверхностью дугообразного профиля образуется градиент давлений, усиливающий проникновение основного потока в зазор между стенкой трубы и турбулизатором и обмен энергией между вихрями и основным потоком. Для усиления перемешивания потока в пристенной зоне пограничного слоя на турбулизаторе могут быть выполнены сферические впадины, образующие тороидальные вихри, или отверстия, способствующие перетеканию пограничного слоя с внутренней стороны дугообразного профиля на наружную. Благодаря совокупности перечисленных признаков предлагаемая теплообменная труба позволяет получить

более высокий уровень теплоотдачи, а т&к- же дополнительную жесткость ленты, йе п о- зволяющую виткам турбулизатора, смещаться вдоль оси трубы под напором

потока. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию новизна.

Сравнение заявляемого решения не только в прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области тех0 ники, не выявило признаки, отличающие заявленНоеьр ешение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия,

На фиг. 1 изображена теплообменная

5 труба с турбулизатором, имеющим сферические выступы и впадины; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - теплообменная труба с турбулизатором, имеющим сферические выступы и отверстия.

0 Теплообменная труба 1 содержит турбулизатор 2, выполненный в виде пространственной ленточной спирали. На поверхности ленточной спирали выполнены сферические выступы 3, служащие опорами и обеспечи5 вающие равномерность зазора 4.. Между сферическими выступами 3 могут быть расположены сферические впадины 5 или отверстия 6.

Теплообменная труба работает следую0 щим образом.

При прохождении теплоносителя в трубе 1 происходит перемешивание потока витками турбулизатора 2, при этом пограничный слой в радиальном зазоре 4 между

5 опорами 3 дополнительно турбулизируется вихрями, образующимися на наружной поверхности турбулизатора 2, а также тороидальными вихрями, образующимися на сферических впадинах 5 за счет перетека0 ния пристенного пограничного слоя через отверстия 6, вызванного наличием градиента давления на наружной и внутренней поверхности турбулизатора 2.

Использование изобретения позволяет

5 интенсифицировать теплообмен на 10- 15%, Изобретение находится в стадии экспериментального проектирования. Формула изобретения 1. Теплообменная труба, содержащая

0 турбулизатор, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, установленной в трубе с зазором по отношению к ее стенке, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и по5 вышения эксплуатационной надежности, лента в поперечном сечении имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной к стенке трубы, и снабжена сферическими выступами, расположенными в контакте с последней, при этом величина зазора между

лентой и стенкой трубы не превышает высоты сегмента, образованного дугой ленты.

2. Труба по п. 1,отличающаяся тем, что на ленте между сферическими вы- 5

ступами выполнены сферические впадины.

3. Труба по п. 1,отличающаяся тем, что на ленте между сферическими выступами выполнены отверстия.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение эксплуатационной надежности. Теплообменная труба 1 содержит турбулизатор 2, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, установленной в трубе 1 с зазором 4 по отношению к ее стенке. Лента в поперечном сечении имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной к стенке трубы 1, снабжена сферическими выступами 3, расположенными в контакте с последней. Высота зазора 4 между лентой и стенкой трубы 1 не превышает высоты сегмента, образованного дугой ленты. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг, 2