Теплообменный элемент воздушно-испарительного теплообменника Советский патент 1977 года по МПК F28D5/02 

I

Изобретение относится к аппаратам, служащим для проведения процессов исцарительного охлаждения воздуха в пленочном режиме течения пспаряюц;ейся жидкости.

Известны кожухотрубчатые теплообменники, в ко горых жидкость подают на решетку. С решетки жидкость подхватывается восходяш,им потоком воздуха в теплообменные элементы, которые на выходе имеют отражатели в виде усеченных конусов с отбортовкой для сбора неиспаривитейся влаги, которая с помон1ью специальных труб возвращается обратно на )ен.1етку.

Эти теилообмеппики работоспособны только в горизонтальном положенин п совершенно неприемлемы для установок кондиционирования воздуха летательных аппаратов, так как при изменении положения объекта значительная часть теплообмеиной поверхности не будет смочена жидкостью.

Известны также кожухотрубчатые теплообменники, в которых каждый теплообменный элемент имеет индивидуальный дозатор жидкости, что позволяет конструкции работать в любых положениях, но в них неиспарившаяся жидкость не возвращается для последующего использования в теплообменнике. Стремление к уменьшению уноса жидкости в этих конструкциях приводит , что теплообменные

элементы работают ири частичном смачивании стенок жидкостью, резко сннжая теплосъем.

Прототином изобретения является аппарат, в котором интенсификация ироцесса теплообмена н уменьшение уноса жидкости достигается путем организации в части теилообменных элементов барботал ного режима течения газожидкостной смеси вследствие перепуска части охлаждаюшего воздуха иомимо теилообменника через специальное иерепускное устройство.

В этом аппарате каждый теилообмениый элемент содержит трубу, один конец которой снабжен винтовой вставкой с осевым каналом

и подключен к полости сдвоенной трубной решетки, заполненной жидкостью, а противоположный конец выведен за нределы одинарной трубной доски. Цель изобретения - интенсификация ироцесса теплообмена и уменьшение уноса жидкости.

Эта цель достигается тем, что в цплиидрическом теплообменном элементе организуется пленочный режим движения газожидкостиой

смеси при полном смачивании его виутренних стенок жидкостью и при минимальном ее уносе. Для этого торец трубы, выступающий над трубной доской, имеет криволинейный профиль, например тороидальной формы, и загиут внутрь трубы, а торец вставки пмсот конический срез; внутри трубы, концентрично ей, установлена обечайка, имеющая с трубой тенловой контакт и образующая с коническим срезом вставки и загнутым торцом трубы кольцевые зазоры.

На фиг. 1 изображен описываемый тенлообменный элемент в нродольном разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Теплообменный элемент содержит трубу 1, один конец которой снабжен винтовой вставкой 2 с осевым каналом 3 и иодключен к полости 4 сдвоенной трубной решетки 5, заполненной жидкостью. Другой криволинейный торец трубы 1 выведен за пределы одинарной трубной доски 6 и загнут внутрь трубы 1. Форма этого конца может быть тороидальной, а направленный ему навстречу торец вставки 2 имеет конический срез. В трубе 1, концентрично ей, размещена цилиндрическая обечайка 7, имеющая с трубой 1 тепловой контакт в виде гофрированной ленты 8, и образующая с коническим срезом вставки 2 и криволинейным торцом трубы 1 зазоры.

Работает теплообменный элемент следующим образом.

Горячий теплоноситель омывает снаружи трубу 1 теплообменного элемента. Это тепло передается через гофрированную ленту 8 к обечайке 7, охлаждаемой газожидкостным потоком в режиме пленочного течения жидкости по внутренней поверхпости обечайки 7.

На выходе из теплообменного элемента пленка жидкости попадает в зазор между обечайкой 7 и криволинейным торцом трубы 1.

Далее жидкость возвращается на вход теплообменного элемента под действием силы тяжести и перепада давлений, вызываемого эжекцией, возникающей в зазоре между коническим срезом вставки 2 и обечайкой 7 ири движении охлаждающего воздуха.

Использование описанного элемента в теплообменниках испарительно-воздущного охлаждения позволяет обеспечить полное смачивание теплообменной поверхности жидкостью и организовать пленочный режим ее течения, что в итоге приводит к интенсификации процесса теплообмена.

Формула изобретения

Теплообменный элемент воздушно-испарительного теплообменника, содержащий трубу, один конец которой снабжен винтовой вставкой с осевым каналом и подключен к полости сдвоеппой трубной решетки, заполненной жидкостью, а противоположный конец выведен за пределы одинарной трубной доски, отличающийся тем, что, с целью интенсификации

процесса теплообмена и уменьшения уноса жидкости, торец трубы, выступающий над трубной доской, выполнен криволинейным и загнут внутрь трубы, а направленный ему павстречу торец вставки имеет конический срез,

и в трубе концентрично ей расположена цилиндрическая обечайка, имеющая с трубой тепловой контакт и образующая с коническим срезом вставки и загнутым торцом трубы кольцевые зазоры.

О

Q

1риг.2 /////////

5