Теплообменник Советский патент 1981 года по МПК F28F1/10 F25B9/02 

(54). ТЕПЛООБМЕННИК

I

Изобретение относится к витым теплообменникам типа Хэмпсона и может найти применение в холодильной технике, например, при изготовлении дроссельных охладителей. Известны теплообменники, выполненные в виде навитых на сердечник гладких трубок с чередованием направлений навивок и установкой прокладок между рядами 1.

Существенным недостатком таких теплообменников является их низкая эффективность, обусловленная малой теплообменной поверхностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является теплообменник, содержащий размещенный в обечайке сердечник с навитыми на него коаксиальными трубчатыми змеевиками с рифлениями на периферийных участках. .

В известном теплообменнике рифления также выполнены и на внутренних участках змеевиков 2.

В связи с тем, что ядро потока при протекании теплоносителя по змеевикам смещается к периферии за счет центробежных сил основную тепловую нагрузку несет периферийный участок змеевиков. Наличие рифлений, на внутренних участках змеевиков, при этом незначительно улучщая условия теплообмена, существенно увеличивает гидросопротивление теплообменника. Кроме того, выполнение рифлений на всей поверхности трубки змеевика обуславливает предварительное изготовление этих рифлений и последующую навивку трубки. При этом деформация трубки в месте рифлений может привести к образованию мпкротрещин.

Цель изобретения - снижение гидросопротивления и упрощение конструкции.

10

Поставленная цель достигается тем, что внутренние участки змеевиков выполнены гладкими.

При этом рифления выполнены в виде

винтовых канавок правого и левого направf5 лений или выдавок сферического профиля.

Рифление каждого последующего в направлении от центра к периферии змеевика выполнено с меньшей глубиной и щагом, чем предыдущего.

При этом впадины рифлений выполнены

20 со смещением их верщин по направлению движения теплоносителя.

Трубки имеют овальное сечение и в каждом последующем в направлении от центра

к периферии змеевика его трубки имеют меньшую овальность, чем в предыдущем. На фиг. I изображен теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2.

Теплообменник содержит размещенный в обечайке 1 сердечник 2 с. навитыми на него коаксиальными трубчатыми змеевиками 3 с рифлениями 4 .на периферийных участках. Внутренние участки змеевиков 3 выполнены гладкими. Рифления 4 выполнены в виде винтовых канавок 5 правого и левого направлений или выдавок сферического , или пирамидального профиля. Рифления 4 каждого последующего в направлении от центра к периферии змеевика 3 выполнены с меньщей глубиной и шагом, чем предыдущего. Впадины рифлений выполнены со смещением их вершин б по направлению движения теплоносителя. Трубки 7 имйот овальное сечение в каждом. последующем в направлении от центра к периферии змеевика 3 его трубки 7 имеют меньщую овальность, чем в предыдущем. Змеевики 3 выполнены с чередующимися правым и левым направлениями навивки.

Теплообменник работает следующим образом..

Прямой поток одновременно поступает. в трубки 7, через стенки которых происходит передача тепламежду прямым и обратным потоком. Теплоноситель, движущийся в межтрубном пространстве, омывая, выступы и впадины, обменивается теплом с прямым потоком, проходит теплообменник и выходит из него с температурой, близкой к температуре прямого потока на входе в теплообменник.

Длина каждого последующего змеевика существенно отличается от предыдущего. Благодаря тому; что овальность трубок 7 змеевиков 3, глубина и щаг рифлений 5 в направлении от центра к периферии уменьшаются, расход теплоносителя при этом обеспечен одинаковым для всех змеевиков, что ведет к улучшению теплообмена. .

За счет центробежных сил динамическая ось потока смещается к периферии трубок 7. Овальность сечения еЩе больше приближает ядро потока к рифлениям, где обеспечивается его турбулизация и создаются хорошие условия для теплообмена с обратным потоком. В случае появления конденсатной пленки, например, при работе на смеси хладагентов ассиметричное выполнение профиля рифления обеспечивает благоприятные условия для ее отрыва от стенки и образования завихрений.

Такое выполнение теплообменника обеспечивает значительное снижение гидросопротивления при сохранении той же тепловой нагрузки, а также благодаря тому, что рифления могут быть выполнены после навивки каждого змеевика, упрощается конструкция и в 1,5 раза снижается трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

с от центра к периферии змеевике его трубки имеют меньшую овальность, чем в предыдущем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 5 № 561070, кл. F 28 D 7/02, 1977.

риг.2

I

фиг.Ъ