Теплообменный элемент Советский патент 1979 года по МПК F28F1/42 

(54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, преимущественно к трубчато-ребристым теплообменным элементам с продольным оребрением. Теплообменные элементы такого типа широко применяются в различных отраслях техники. В теплообменниках работающих в условиях высоких температур и давлений, целес.ообразно в качестве теплообменного элемента использовать трубу с наружным и тренним оребрением, так как такая конструкция, не-имея силовых паяных соединений, обладает высокой прочностью. По авт. св. 569837 известны трубчато-ребристые теплообменные элементы с продольным оребрением в виде прикрепленной к трубе свернутой гофрированной .ленты треугольного сечения. педостатк.ом указанной конструкци Является то, что при внутреннем оребрении труб сравнительно небольшого диаметра D. 10-20 мм) гофрированной лентой, высота которой бол ше величины , в них образуются каналы, имеющие различное проходное сеченце и неодинаковый гидравли ческий диаметр: большее проходное сечение и больший гидравлический диаметр имеют каналы, образованные гофрированной лентой и поверхностью., трубы. Смежные с ними каналы имеют меньшее проходное сечение и меньший гидравлический диаметр. При наружном оребрении труб гофрированной лентой также наб.гаодается геометрическая неоднородность каналов. Например, при наружном оребрении трубы диаметром 8 мм гофрированной .лентой высотой 4 мм образуются каналы, гидравлический диаметр и проходное сечение которых могут отличаться в.два раза. Неоднородность геометрических характеристик каналов теплообменной поверхности приводит к неравномерному распределению потока теплоносителя по каналам. Болыиий расход теплоносителя пойдет по каналам, имеющим большее проходное сечение и гидравлический диаметр, а в смежных с ними каналах расход теплоносителя будет значительно меньшим, ч.то приводит к снижению интенсивности теплообмена для теплообменного элемента в целом. Стремление к высокой компактности теплообменной поверхности указаннсн го типа приводит к большой щелевидности каналов, что влечет за собой 36 неустойчивое геометрическое расположение гофрированной ленты в трубе. Неконтролируемость геометрического расположения гофрированной ленты в трубе в процессе изготовления теплообменного элемента {особенно при пайке) может привести к еще большей неоднородности геометрических характеристик каналор, а это, в свою очередь, - к резкому снижению интенсивности теплообмена. Известны также теплообменные элементы, которые содержат трубу с продольным оребрением в виде прикреплен НОЙ к трубе свернутой гофрированной ленты, в которых гофры выполнены примыкающими друг к другу с образованием каналов каплевидного сечения. Такие элементы характеризуют- ся высокой компактностью и эффективностью оребрения, но и они имеют вышеперечисленные недостатки. Цель изобретения - повышение равномерности распределения потока теплоносителя по всем каналам, образуемым гофрированной лентой, что приводит к ийтенсификации теплообмена. Это достигается тем, что между лентой и поверхностью трубы размещена гофрированная проставка с гофрами меньшей высоты, чем гофры ленты, разделянмдая каналы между смежными гофрами ленты на участки, имеющие одинаковый гидравлический диаметр с каждым каналом каплевидной формы. ., На чертеже представлен предлагае мни теплообменный элемент.Прямая круглая труба 1 оребряетс гофрированной .лентой 2 и между ним размещена гофрированная проставка 3 с гофрами меньшей высоты, чем тофры ленты 2,вРаэделяющая каналы между смежными. гофраМи ленты 2 на каналы 4 и 5, имеющие одинаковый гидравли ческий диаметр с каждым каналом б каплевидной формы. Указанный теплообменный элемент обладает устойчивы геометрическим расположением гофрированной ленты 2 в трубе 1, которое не изменяется в процессе его спекания. Это гарантирует стабильные теп ловые и тидродинамические характери тики теплообменного элемента. По сравнению с известными данный теплообменный элемент обладает боле высокой компактностью благодаря ;jren лообменной поверхности гофрированно проставкги 3 и более высокой эффективностью оребрения благодаря утол ению ребер в местах соприкосновения офрированной ленты 2 с гофрированной роставкой 3. Особенно ощутимо увеичение КПД ребра при внутреннем ребрении трубы 1 гофрированной.леной 2, изготовленной из материаланевысокой теплопроводности (например, егированной стали) при спекании их припоями, имеющими высокую теплопроводность (например, медью). При этом в местах соприкосновения гофрированной ленты 2 с гофрированной проставкой 3 остается припой, удерживаемой капиллярными силами, значительно увеличивающий эффективность оребрения. Аналогичное оребрение может иметь и наружная поверхность трубы 1. В этом случае теплообменный элемент целесообразно применять в теплообменниках с противоточной и прямоточной схемами движения теплоносителей. По каналам 4, 5 и 6 внутри трубы 1 движется один теплоноситель, а по аналогичным каналам ее наружного оребрения (на чертеже не показано) другой теплоноситель. Наружное оребрение трубы 1 можех быть выполнено в виде размещенных на ней поперечных пластин (на чертеже не показано). В этом случае тепяообменный элемент применяется s .теплообменниках с перекрестно-точной схемой движения 1теплонося телей. В целях экономии их веса теплообмениваннцуюся среяу с более высоким давлением целесообразно направлять по каналам 4, 5 и б внутри трубы 1. Таким образом, данный теплообменный элемент, обладая высокой тепловой эффективностью и компактностью обеспечивает однородность геометрических характеристик каналов, что позволяет значительно сократить габариты и вес теплообменника. Формула изобретения Теплообменный элемент по авт.св. № 56Э837, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения потока теплоносителя, между лентой и поверхностью трубы размещена гофрированная проставка с гофрами меньшей высоты, чем гофры ленты, разделяющая каналы между смежными гофрами ленты на участки, имеющие одинаковый гидравлический диаметр с каждьйл каналом каплевидной формы.