Теплообменник

 

ТЕПЛООБМЕННИК преимущественно для закалки нитрозного газа, содержащий корпус с расположеиными в нем теплообменными трубами, имеющими ребра в виде шестигранников с вырезами прямоугольного профиля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве, вырезы выполнены различной глубины, перпендикулярно соответствукхцей грани и на расстоянии один от другого, равном их ширине, со сдвигом относительно осей симметрии граней на половину этой ширины, при этом ребра вдоль трубы расположены с шагом, равным 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3584610/24-06 (22) 18.01:83 (46 ) 07. 06. 84. Бюл. 9 21 (72) A.Á.Aìáðàçÿâè÷þñ, A.A.Æóêàóñêàñ и A. И. Билейшис (71) Институт физико-технических проблем энергетики АН Литовской CCP (53) 621. 565. 94 (088. 8) (56 ) 1. Фраас A., Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников.

N. Атомиздат, 1971, с. 190.

2. Авторское свидетельство СССР и 361377, кл. F 28 D 7/00, 1970. (54)(57) ТЕПЛООБМЕННИК преимущественно для закалки нитрозного газа, содержащий корпус с расположейными в

„„SU„„ А нем теплообменными трубами, имеющими ребра в виде шестигранников с вырезами прямоугольного профиля, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве, вырезы выполнены различной глубины, перпендикулярно соответствующей грани и на расстоянии один от другого, равном их ширине, со сдвигом относительно осей симметрии граней на половину этой ширины, при этом ребра вдоль трубы расположены с шагом, равным S = (2-10 } 6, где d" — ширина выреза.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической проьышяенности в установках, предназначенных для проведения химических реакций в низкотемпературной плазме, например, при 5 фиксации атмосферного азота и получении других газообразных продуктов.

Известен теплообменник, содержащий корпус с размещенными внутри трубами, укрепленными в трубных досках и снабженными снаружи продольными ребрами одинаковой высоты, и патрубки подвода и отвода среды межтрубного пространства. Для предотвращения обхода потоком газа продоль- lg ных каналов, образованных ребрами, в межтрубном пространстве вдоль труб установлены треугольные вставки (.1 3.

Недостатком известного теплообменника является то, что при наличии треугольных вставок теплообменник усложняется,. снижается нерхний предел температур подаваемого н межтрубное пространство потока газа.

Известен также теплообменник преимущественно для закалки нитрозного газа, содержащий корпус с расположенными н нем теплообменными трубами, имеющими ребра н виде шестигранников с вырезами прямоугольного профиля (2). 30

Недостатками известного теплообменника являются низкая интенсивность теплообмена и большое гидрав,лическое сопротивление в межтрубном пространстве. 35

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и снижение гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве.

Поставленная цель достигается 4Q тем, что в теплообменнике преимущественно для закалки нитроэного гаэа, содержащем корпус с расположенными в нем теплообменными трубами, имеющими ребра в виде шестигранников с нырезамк прямоугольного профиля, вырезы выполнены различной глубины, перпендккулярно соответствующей грани и на расстоянии один от другого, равном их ширине, со сдвигом относительно осей симметрии граней на половину этой ширины, при этом ребра вдоль трубы расположены с шагом, равным

S=(2-10)с, где о - ширина выреза.

Такое выполнение теплообменнкка обеспечивает повышение интенсивности теплообмена за счет того, что н прямоугольных прорезях вдаль труб застойные зоны отсутствуют, что при наличии поперечных прорезей происходит периодический срыв возникающего пог- 60 раничного слоя и что практически вся поверхность образованных прорезями ребер участвует в теплообмене. При этом гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве снижается, так как среда в межтрубном пространстве течет по кратчайшему пути при отсутствии встречно-перекрестных течений и действия центробежных сил.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 — теплообменная труба с ребрами; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — участок оребренных труб, поперечный разрез.

Теплообменник содержит корпус 1 с размещенными внутри теплообменными трубами 2, имеющими снаружи ребра 3 с прямоугольными вырезами 4 на гранях шестигранников и примыкающие одно к другому в смежных трубах так, что вырезы 4 на одной трубе располагаются напротив вершин ребер 3 другой трубы. Крайние вырезы 5 со стороны, противоположной их сдвигу от осей симметрии граней, имеют глубину меньшую, чем вырезы 4. В месте крепления труб 2 н трубных досках 6 трубы ребер не имеют.

Ребра 3 вдоль труб 2 расположены с шагом 7, равным 5 =(2-10) с, где — ширина вырезов 4 и 5.

Для подвода и отвода среды межтрубного пространства имеются соответственно патрубки 8 и 9, а для подвода и отвода среды трубного пространствасоответстненно патрубки 10 и 11.

Маг 5 =(2-10)д выбран таким потому, что при 5 (2 о пограничный слой газа не успевает еще сформироваться и нет необходимости делать поперечные нырезы. Кроме того, при S(2dГ поперечные вырезы могут уменьшить теплообменную поверхность прорезей вдоль труб. Прк 5)10д" поперечные вырезы не оказывают заметного влияния на

)прирост интенсивности теплообмена.

Теплообменнлк работает следующим образом.

В процессе закалки поток нитрозного газа через патрубки 8 поступает в межтрубное пространство, а охлаждающая среда (хладагент) через патру6ol< 10 — н трубы 2. В межтрубном пространстве поток нитроэного газа, протекая по вырезам 4 и 5 и турбулизируясь в пространстве между ребрами 3, охлаждается и из межтрубного пространства отводится через патрубок 9.

Хладагент поглощает тепло нктрозного газа к иэ труб 2 отводится через патрубок 11.

Наличие на теплообменных трубах 2 продольных ребер 3 с прямоугольными вырезами 4 и 5„ выполненными перпендикулярно граням шестигранников и со сдвигом от середины граней н одну сторону на половину ширины вырезов, а также расположение ребер с определенным шагом позволяет исключить застойные эоны и действие центробежных сил в межтрубном пространстве, перио109б480 фиг. Р

Составитель Ж. Можаева

Редактор Л.Лосева Техред Ж.Кастелевич Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 3784/28 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 дически срывать на ребрах воз никающий пограничный слой, увеличить теплообменную поверхность ребер и повысить тем самим интенсивность теплообмена и снизить гидравлическое сопротив— .ление.

Экономический эффект, получаемый в результате использования описываемого теплообменника, возникает за счет интенсификации теплообмена и снижения. гидравлического сопротивления.