Теплообменная поверхность Советский патент 1992 года по МПК F28F1/10 F28F3/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в первую очередь в энергетическом машиностроении

Известна теплообменная труба, содержащая оасположенные на наружной поверхности трехмерные (сферические) вогнутости размещенные в шахматном порядке

Недостатком известных труб является то, что образующиеся в трехмерных вогнутостях смерчеобразные вихри периодически выносятся по ходу потока теплоносителя с посте- пенным ослаблением В последующих вогнутостях образуются новые вихри В результате на поверхности трубы образуется разноплотная вихревая структура снижающая эффективность теплообмена

Наиболее близким к заявляемому является теплообменная поверхность, содержащая углубления криволинейного профиля с равными продольными и поперечными шагами выполненные с профилем в виде части сферы, касательная к поверхности которой

в любой точке составляет с горизонтальной ппоскостьюугол не более 12°, причем глубина h, диаметр углубления D и шаг t удовлетворяют следующим соотношениям

2 (D/h) 30и25 (t/h) 6

Недостатком такой конструкции трубы является то, что углубление в виде части сферы с заданными равными продольными и поперечными шагами эффективно только в ограниченном поле скоростей потока теплоносителя. При меньших скоростях потока периодичность образования смерчеобраз- ных вихрей увеличивается при больших скоростях потока образованные вихри будут отрываться от поверхности у края вогнутости Все эго создает равноплотную вихревую структуру на поверхности и снижает эффективность теплообмена

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается гем, что углубления в виде канавок последоьательно связывают сферические лунки в рядах теп- лообменной поверхности, причем лубина

(Л

С

XJ

О со ю

VI

канавки составляет 0,3-0,7 глубины лунки. При расположении лунок в шахматном порядке, на поверхностях выполняют дополнительные канавки, расположенные между лунками в смежных рядах.

Заявляемая конструкция теплообменной поверхности позволяет осуществить плавный переход смерчеобразных вихрей из вогнутости в вогнутость без отрыва потока от поверхности, улучшить вихреобразование по ходу потока теплоносителя и обеспечить равно- плотную вихревую структуру всей поверхности, что обеспечивает интенсификацию теплообмена, т.е. возникновению нового свойства, позволяющего считать заявляемую конструкцию соответствующей критерию существенные отличия.

На фиг. 1, 2 изображены варианты выполнения теплообменных поверхностей; на фиг, 3 - вариант выполнения канавок конфу- зорно-диффузорного типа; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Теплробменная поверхность содержит на наружной поверхности сферические лунки 1, соединенные между собой канавками связывающими 2 и дополнительными 3.

Теплообменная поверхность работает следующим образом.

При обтекании теплоносителем поверхности, изображенной на фиг. 1, в сферических лунках 1 образуются смерчеобразные вихри, в которых теплоноситель уплотняется. Вихри, перемещаясь вместе с потоком, выходят из лунок. В лунке 1 после выхода вихря генерируется новый вихрь. Их генерация происходит с определенным интервалом. Для создания лучших условий выхода вихря, перемещения и направленности его движения служат канавки 2, по которым вихрь попадает в следующую лунку, Наличие рядов потоков вихрей вызывает турбулизацию потока в промежутках между радами, что дополнительно улучшает теплообмен.

При обтекании теплоносителем поверхности, изображенной на фиг. 2, на которой сферические лунки 1 располагаются в шахматном порядке и соединены канавками

связывающими 2 и дополнительными 3, более рационально используются вихри, так как направление канавок 2 и 3 совпадает с естественным направлением выхода вихря (периодически вправо и влево от направления потока) и в каждой сферической лунке 1 встречаются два вихря, которые объединяются в один более мощный за меньший отрезок времени, создавая лучшие условия теплообмена.

Такая конструкция теплообменной поверхности позволяет использовать ее с любым направлением движения теплоносителя, как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Использование упомянутых теплообменных поверхностей позволяет увеличить теплообмен на 30-50% по сравнению с известными.

Наибольшая эффективностьтеплообмена достигается при глубине канавок, равной 0,3-0,7 от глубины лунок при плотности расположения последних 30-50% на поверхности теплообмена.

Формула изобретения

1. Теплообменная поверхность, содержащая расположенные параллельными рядами сферические лунки с углублениями, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, углубления

выполнены в виде канавок, последовательно связывающих лунки в рядах, причем глубина канавки составляет 0,3-0,7 глубины лунки.

2. Поверхность по п. 1,отличающаяс я тем, что при расположении лунок в шахматном порядке, на поверхности выполнены дополнительные канавки, расположенные между упомянутыми лунками в смежных рядах.

.

/

X4- ч / /XV-xXxXr- Y f Ч

-

/x

1

A

1

„-ПД-РГГ

к-; //

Фиг З

Редактор

CocTaLHion1, Б Упадышев

техред yl МсргенталKoppi - юр Н Ревская

X4- ч / /XV-xXf Ч

A-A

i

4