Теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F28D7/10 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в газотурбинном двигателе для подогрева топлива при низких температурах.

Известны теплообменники для жидких и газообразных сред, содержащие концентрично расположенные в цилиндрическом корпусе теплообменную трубу и перегородку с волнистой поверхностью, делящую межтрубное пространство на входную и выходную полости и имеющую отверстия для ввода среды в полость между теплообмениой трубой и перегородкой l.

Недостаток этих/ теплообменнико1В заключается в том, что в них имеет место жидкая турбулизация потока, снижающая интенсивность теплоотдачи, и в них используется воздух,для подогрева сограниченной температурой. .

Известен также теплообкюнник, содержащий корпус с коаксиально установленной внутри трубой, в кольцевом зазоре между которыми размещена перегородка с радиальными отверстиями, и патрубки подвода и отвода сред 2 Недостаток известного теплообменника заключается в том, что в нем имеется недостаточно эффективная интенсификация процесса теплообмена при использовании в качестве рабочей среды топлива, вследствие низкой теплоотдачи от теплообменной поверхности от греющей среды и топливу, по скольку для подогрева топлива воздух беtoрется ограниченной температуры, так как температура топлива не должна превышать температуру интенсивного выделения сг4ол из топлива (для авиакеросина таковая не должна превы5 шать ), при этом на входном участке теплообменника температура воздуха в 10 раз выше по сравнению с температурой воздуха на выходном участке.

20

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Эта цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем корпус с коаксиальво установленной внутри

25 трубой, в кольцевом зазоре между которыми размещена перегородка с радиальными отверстиями, и патрубки подвода.и отвода сред, перегородка выполнена в виде усеченного конуса,

30 меньшее основание которого обращено

к патрубку подвода среды в кольцевой зазор с образованием камеры смещения, подсоединенной на выходе к патрубку отвода среды кольцевого зазора.

На фиг. 1.изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез} на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Теплообменник содержит корпус 1, трубу 2, перегородку 3 с радиальными отверстиями 4, кольцевой зазор 5, патрубок 6 подвода среды топлива, патрубок 7 для его отвода, патрубок 8 для подвода другой фазы воздуха, патрубок 9 для его отвода, камеру 10 смешения, турбулизаторы 11. Перегородка 3 снабжена кольцевым отверстием 12.

Теплообменник работает следующим образом.

Холодное топливо, температуру ко торого нужно повысить, поступает в трубу 2 через патрубок б, проходит через турбулизаторы 11, .где закручивается и перемешивается таким образом, что нагретый наружный слой -топлива перемещается к центру трубы, а внутренний холодный слой перемещается к стенке. Поток горячего газа поступает в корпус 1 теплообменника через патрубок 8 и разделяется на два потока: первичный и вторичный. Первичный rtoTOK ,20-25%) сразу поступает в камеру 10 смешения через кольцевое отверстие ,12, прогревая входной участок теплообменника. Поскольку телшература топлива на входе в теплообменник низкая, а расход первичного горячего воздуха не велик, то температура воздуха на входе в теплообменник поддерживается высокой, при этом контактная температура на внутренней стенке трубы 2 теплообменника не превышает температуру выпадания смол. По мере прохождения по теплообменнику, первичный воздух отдает тепло через стенку теплообменной трубы, а сам охлаждается. Вторичный горячий воздух через отверстия 4 перегородки поступает в кгшеру 10 смешения и, смешиваясь с первичным воздухом, повышает его температуру. Таким образом,.температура

воздуха по всей длине теплообменника остается высокой, но в пределах допустимой контактной температуры топлива.

Тс1ким образом, в предлагаемом

теплообменнике по всей длине поддерживается тепловой напор за счет дифференцированного подвода горячего воздуха в зону смешения через отверстия в перегородке, установленной

в корпусе и турбулизацией потока топлива, протекакяцего внутри теплообменной трубы, с помощью закрепленных в ней турбулизаторов лопаточного THjia,.

Применение предлагаемого теплообменника при снижении его веса и габаритов обеспечит увеличение эффективности теплообмена.

Формула изобретения

Теплообменник, содержащий корпус ,с коаксиально установленной, внутри трубой, в кольцевом зазоре между которь 4И размещена перегородка с радиальшлми-отверстиями, и патрубки подвода и отвода сред, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, перегорОдка выполнена в виде усеченного 5 конуса, меньшее основание которого обращено к патрубку подводасреды в кольцевой зазор с образованием камера смешения, подсоединенной на выходе к патрубку отвода среды коль0 цевого зазора.

Источники информации, принятые во вншлание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 510634, кл. F28 D 7/10, 1975. 5 2. Авторское свидетельство СССР 259094, кл. f28 D 7/10, 1968.

ю

3

11 I

/7

.7

/ X

-J

А

f

вЙУл/

у