Вихревой кожухотрубчатый теплообменник Советский патент 1975 года по МПК F28D7/00 F28F13/06 

Энергоразделитель 7 может быть выполнен без диафрагмы 11 для отвода холодной среды (составляющей).

Теплообменник работает следующим образом.

Газ (или парогазовые, газо-и парожидкостные смеси) под избыточным давлением поступает в раздающий коллектор 6, а затем в энергоразделитель 7. При движении по винтовым нарезкам энергоразделителя первоначальное ускорение потока достигается за счет сужающегося участка 8 (дозвуковая часть сопла), а за переходным участком 9 дальнейшее его ускорение происходит за счет изменения знака воздействия, за счет расширяющегося участка 10 (сверхзвуковая часть сопла). Одновременно в каналах газовому потоку сообщается вращательное движение. Таким образом, внутри теплообменных труб обрабатываемый газ находится во вращательно-поступательном движении, благодаря чему осуществляется его температурное разделение. Горячий поток разделяется через нижние концы теплообменных труб 2 и попадает в камеру 13, а холодный поток - через трубы 21 поступает в камеру 14. В межтрубном пространстве циркулирует хладоагеит. В результате температурного разделения в теплообменных трубах происходит интенсивное охлаждение газов и конденсация паров. Образовавшийся конденсат стекает но стенкам труб в камеру 13 и выводится через штуцер 16. Очищенный от конденсата газ выводится из аппарата через штуцеры 17 и 18.

Таким образом, в предложенном теплообменнике повышение термодинамической эффективности обеспечивается: во-первых, за

счет интенсификации закрутки газа вследствие вынолнения каналов с переменным сечением по ходу газа; во-вторых, за счет увеличения использования поверхности труб путем формирования на всей внутренней поверхности их сплошного закрученного газового потока, достигаемого благодаря наличию в винтовых каналах расширяющегося участка, который позволяет получить винтовые потоки,

сливающиеся один с другим сразу по выходе из каналов; в третьих, за счет увеличения скорости потока в расширяющемся участке винтовых каналов одновременно снижаются его давление и температура, а следовательно,

создаются благоприятные условия для начала процесса конденсации паров из состава парогазовых смесей и сепарации образовавшейся жидкой фазы; в четвертых, за счет ликвидации зоны местных завихрений путем выполнения на выходном конце втулки усеченного конуса, предотвращающего затекание жидкости на плоскость диафрагмы и уноса ее с холодным потоком.

Предмет изобретения

Вихревой кожухотрубчатый теплообменник, например, для охлаждения и очистки выбросных газов по авт. св. № 281490, отличающийся тем, что, с целью улучшения сепарации влаги и повышения термодинамической эффективности, винтовые каналы, образованные нарезкой, имеют переменное по ходу газа сечение с сужающимся, переходным и расширяющимся участками, последний из которых сопряжен с усеченным конусом, выполненным на выходном конце втулки.