Теплообменная поверхность Советский патент 1980 года по МПК F28F1/36 F28D7/00 

расположение спиральных ребер, целесообразное при поперечном обтекании пучка труб и неэффективное при противотоке, который имеет место в поставленной задаче. Кроме того, отсутствие дистанционирующих элементов затрудняет оребрение труб спиралями с равномерным расположением витков спирали.

Известна теплообменпая поверхность, содержащая трубы с наружными спиральными проволочными ребрами, между витками которых на каждой трубе размещен дистанционирующий элемент, навитый по спирали в направлении навивки ребер ,3.

Недостатком данной теплообменной иоверхности является технологически неприемлемый для длинных труб (более 10 м) малого диаметра (З-т-6 мм) способ крепления спиральных ребер к трубе с помощью бандажной проволоки, протягиваемой внутри витков спирального ребра, а также малая надежность в условиях низких температур паяных мягким припоем соединений.

Кроме того, теплопроводность мягкого припоя существенно ниже теплопроводности металла трубы и ребер.

Целью изобретения является повышение надежности при использовании поверхности в условиях глубокого холода и повышение ее тепловой эффективности.

Эта цель достигается тем, что дистанционпрующие элементы и трубы выполнены из материала с одинаковой теплопроводностью, и первые имеют высоту не менее диаметра проволоки спирального ребра и не более диаметра витка спирали. Ребра смежных труб жестко соединены одно с другим преимущественно спеканием. Трубы заключены в кожух, к внзтренней стенке которого жестко присоединены продольные стержни, расположенные между ребрами, контактирующими с внутренней стенкой кожуха.

На фиг. 1 изображена описываемая поверхность, заключенная в кожух; на фиг. 2 - теплообменный элемент описываемой поверхности.

Поверхность содержит трубы 1, спиральные ребра 2, дистанционирующий элемент 3, кожух 4 со стержнем 5.

Тенлообменная поверхность, заключенная в кожух, работает следующим образом. В трубы 1 подается гелий высокого давления, который передает тепло через стенку гелию низкого давления, проходящему между трубами 1 и кожухом 4. Внутри труб имеет место развитый турбулентный режим течения, коэффициент теплоотдачи здесь достигает нескольких тысяч (2000-

6000 -). В межтрубном пространстве

н.а стороне потока гелия низкого давления значение коэффициента теплоотдачи ниже на порядок. Меньщий коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве компенсирует описываемая развитая теплообменпая поверхность, состоящая из наружной поверхности трубы 1, поверхности снирального ребра 2, поверхности дистанционирующего элемента 3 и кожуха 4 со стержнями 5. Сниральное ребро 2 имеет высокое значение термического КПД, поэтому температура его поверхности близка к температуре поверхности трубы. Такая спираль, пронизывая поток гелия низкого давления, создает в нем равномерное температурное поле. Это позволяет получить в теплообменпике требуемую весьма малую разность температур между теплообменивающимися потоками. Применение дистанцпонируюЩего элемента из металла с высокой теплопроводностью позволяет включить его дополнительно в теплообменную поверхность. В конкретном примере в качестве дйстанционирующего элемента используется медная проволока.

Она служит в качестве первичпого оребрения, КПД его практически равен единице. Отсутствие паяных соединений на оловянистых припоях дает чистую теплообменную поверхность с высокой эксплуатационной надежностью и улучшенной тенловой эффективностью.

Предлагаемая поверхность проста в изготовлении. Все основные процессы ее изготовления поддаются механизации.

Формула изобретения

1. Теплообмепная поверхность, содержащая трубы с наружными спиральными проволочными ребрами, между витками которых на каждой трубе размещеи дистанционирующий элемент, навитый по спирали в наиравлепии навивки ребер, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при использовании поверхности в условиях глубокого холода п повышения ее тепловой эффективности, дистапциоиирующие элементы и трубы выполнены из материала с одинаковой теплопроводностью, и первые имеют высоту не менее диаметра проволоки спирального ребра и не. более диаметра витка снирали.

2.Поверхность по п. 1, отличающая-с я тем, что ребра смежных труб жестко соединены одно с другим, преимущественно снеканием.

3.Поверхность по пи. 1 и 2, отличающаяся тем, что трубы заключены в кожух, к виутренней стенке которого жестко присоединены продольные стержни, расположенные между ребрами, контактирующими с внутренней стенкой кожуха.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе .. 1. Авторское свидетельство СССР № 185942, кл. F 28 D 7/10, 1964. 2. Авторское свидетельство № 388191, кл. F 28F 1/36, 1971.

СССР СССР 3. Авторское свидетельство № 453553, кл. F 28 F 1/36, 1972.