Теплообменная труба Советский патент 1978 года по МПК F28F1/42 

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в теплообменной аппаратуре,, применяемой в строительстве, энергетике, химии и других отраслях народного хозяйства.

Известны теплообменные трубы с элементами для интенсификации теппообмена с одной стороны - внутри трубы .

Недостатком таких теплообменньгх труб является отсутствие турбулизации потока в межтрубном пространстве, что ведет к снижению энергетических характеристик.

Известны гофрированные трубы с чередующейся выпуклой и вогнутой поверхностями pj . Однако такие трубы неэффективны, так как с -остом интенсификации теплообмена резко возрастает затрата энергии на прокачку теплоносителя.

Известны также теплообменные трубы с кольцевыми канавками на наружной поверхности и соответствующими им вьютупами н внутренней поверхности

Недостатком этих теплообменных труб при шаге 1, 3 в теплообменниках является малая интенсификация теплообмена в межтрубном пространстве, что ухудшает энергетические характеристики теплообменников.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик при использовании труб в теплообменниках с продольным .омь ванием пучка и с относительным шагом труб в пучке, превьпиающик 1, 3.

Эта цель достигается тем, что вьступы имеют высоту в 1,25-2,5 раза меньшую глубины канавок,.

На чертеже схематически изображена тепловая труба.

Она имеет корпус 1, кольцевые канавки 2 на наружной его поверхности и соответствующие им выступы 3 на внутренией поверхности, имеющие высоту в 1,25-2,5 разе меньшую глубины канавок.

Работает- устройство следующим об- разом.

Жидкость, омывающая трубу 1 снаружи, движется поперек кольцевых канавок 2 с образованием в последних устойчивых вихрей, на верхней границе которых случайные возмущения потока преобразуются в крупные пульсации осевой составляющей скорост а благодаря пульсациям давления энергия продольных пульсаций передается поперечны пульсациям. Крупные пупьсации переносятся основным потоком вдоль стенок, передавая энергию более мелким, пока полностью не циссипируют. Пульсаьши у стенки увеличивают турбулентную теплопроводность и, следовательн теплоотдачу. Внутри трубы жидкость движется попере кольцевых выступов 3, При пересечении с выступом образуются вихри, способствующие увеличению турбулентной теплопроводно ти у стенки и, следовательно, теплоотдачи и сопротивления, В трубе при использовании ее в теплообменнике с шагом в пучке 5/D 1,3, когда, глубина канавок обеспечивает существенную интенси(|жкацию теплообмена снаружи трубы, высота выступов практически соответствует величине, равной толщине пристенного слоя в гладкой трубе, в которо срабатывается почти весь (9О-99%) температурный напор ось - стенка. Поэтому теплопередача внутри трубы увеличивается п оптимальном росте гидравлического сопротивления, величина которого оказывается в 1,5-2 раза меньше, чем в известном уст ройстве, Это приводит к увеличению оптимальной скорости в теплообменнике и к снижению приведенных затрат на единицу продукта (1ЛД горячей воды, 1 КПД тепла и т,д ,). Применение труб с соотношениемd/DflK),90, t/D -0,46, d/D 0,92, t/D 0,53 в водоподогревателях горячего водоснабжения увеличивает оптимальную скорость в трубах на 24% и снижает удельные годовые приведенные затраты на единицу расхода нагреваемой воды на 33%, Формула изобретения Теплообменная труба с кольцевыми канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, отличаю-щаяся тем, что, с целью улучщения энергетических характеристик при использовании трубы в теплообменниках с продольным рмьюанием пучка и с относительным шагом труб в пучке, превышающим 1,3, выступы имеют высоту 1,25-2,5 раза меньшую- глубины канавок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Авторское свидетельство СССР № 443243, кл. F 28 F 1/4О, 1971, 2,Патент Великобритании № 1230196, кл, F 453, 1975, 3,Калинин Э, К, -Интенсификация теплообмена в каналах , М.,Машиностроение, 1972, с, 133-135,