Теплообменник

 

Изобретение может быть использова гю в системах утилизации тепла двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить компактность теплообменника за счет более полного использования теплообменной поверхности с максимальным коэффициентом теплопередачи . Перепускные отверстия 10, 11, 12 и 13, 14, 15 в трубных досках 8 и 9 расположены кольцевыми рядами по соосным корнусу окружностям. Диаметры окружностей равны диаметрам навив/7 (Л ю ОО СЛ со ™д.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1312359 А1 (51) 4 F 28 D 7/02, F 22 В 1/18

1 3Q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автобусному свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 4013602/24-06 (22) 20.01.86 (46) 23,05,87. Бил. ¹ 19 (71) Владимирский научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей (72) В.С.Скороходов и А.Д.Блинов (53) 62).18(088.8) (56) Патент ФРГ - 2654191 кл. F 28 D 7/02, опублик. 1978.

Патент Англии № 2119074, кл. Р 28 D 7/02, опублик. 1983, (54 ) ТЕПЛООБ1"1ЕИ11ИК (57) Изобретение может быть использовано в системах утилизации тепла двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить компактность теплообменника за счет более полного использования теплообменной поверхности с максимальным коэффициентом теплопередачи, Перепускные отверстия 10, 11, 12 и 13, 14, 15 в трубных досках 8 и 9 расположены кольцевыми рядами по соосным корпусу 1 окружностям. Диаметры окружностей равны диаметрам навив1312359 ки соответствующих теплообменных .змее- пульсаций повышается интенспвнос-.-;, виков, Трубы змеевиксв выполнены с те|шообмена. При этом интел сивнос: ъ диаметрами, увеличивающимися в направ- теплообмена с уменьшением диаметра лении от оси корпуса к его периферии. труб змеевиков возрастает, а уменьшеЗа счет лобового натекания газов на ние диаметров труб позволяет уменьзмеевики 2-7, отклонения потока и шать диаметр их навивки, з.п, ф-лы, повышечия интенсивности турбулентных 3 нл.!

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации тепла отработанных газов двигателей внутреннего сгорания. 5

Цель изобретения — повышение компактности теплообменника за счет более полного использования теплообменной поверхности с максимальным коэффициентом теплопередачи.

На фиг.! изображен теплообменник, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2.

Теплообменник содержит соосно уста новленные в корпусе 1 теплообменные трубчатые змеевики 2...7, имеющие различные диаметры навивки и закрепленные в поперечных концевых трубных досках 8 и 9.

Трубная доска 8 выполнена со сквозными отверстиями 10...12, а трубная доска 9 — со сквозными отверстиями

13...15. Отверстия 10..„1 5 сообщены с полостью корпуса 1 и расположены кольцевыми рядами по соосным корпусу окружностям, диаметры которых равны диаметрам навивки соответствующих змеевиков. Так, например, отверстия

ЗО

10 расположены по окружности, диаметр которой равен диаметру навивки змеевика 2, а отверстия 11 — по окРужности, диаметр которой равен диаметру навивки змеевика 3.

Трубы змеевиков выполнены диамет- З5 рами, увеличивающимися в направлении от оси корпуса 1, к его периферии.

Так, например, диаметр трубы змеевика 4 меньше диаметра трубы змеевика .3, который, в свою очередь, меньше диаметра трубы змеевика 2.

В полости корпуса 1 установлена поперечная перепускная камера 16 с осе2 выми перепускными трубами 17 и 18 со сквозными щелями 19, Труба 17 сообщена с трубами змеевиков 2..4 через сепарационное устрсйство 20 и с трубами змеевиков 5...7 через полость 21 перепускной камеры 16. Труба 18 подключена к источнику (не показан) нагреваемой средь: и сообщена с труба и змеевиков 2,.„4 через полость 22 камеры 16.

Под трубной доской 9 располож.:..-.а

Газоподводящая камера 23 и коллее. op

24 перегретого пара, а над трубной доской 8 находится газоотводящий конфузор 25. Геометрические и".peìeòðû каждого змеевика 2...7.устанавливат -, исходя из соотношений: ! Я

iclem ---- = idem

k d D B где k — коэффициент теплопередачи „ — шаг навивки;

d — диаметр тру бы змеевика, D — диаметр навивки змеевика;

Б — расстояние между витками змеевиков в свету.

Теплообменник работает следующим образом.

Отработанные газы последовательно проходят газоподводящую камеру

23, отверстия 13...15 трубной доски

9, межтрубное пространство змеевиков

5...7, щели 19 перепускной камеры

16, межтрубное пространство змеевиков

2...4, отверстия 10...12 трубной доски 8 и газоотводящий конфузор 25.

Омывая змеевики 2...7 газы охлаждаются, отдавая тепло нагреваемой среде, Нагреваемая среда последовательно проходит трубу 18, щели 22 камеры 6, змеевики 2...4-, сепарационное устройство 20, трубу 17, поло-.."ь 21 камеры 16, змеевики 5...7 и коллектор 24.

8 змеевиках 2...4 нагреваемая среда

1312359 превращается в насьпценный пар, который осушается в сепарационном устройстве

20 за счет центробежного эффекта, а также за счет охлаждения газов в гаэоотводящем конфуэоре 25. В змеевиках 5...7 пар перегревается.

Выполнение в досках 8 и 9 перепускных отверстий 10...15 указанной геометрии обеспечивает повышение интенсивности теплообмена за счет лобового натекания газов на змеевики 2...7,отклонения потока и повышения интенсивности турбулентных пульсаций. При этом появляется воэможность уменьшить шаг навивки змеевиков 2...7, что повышает компактность теплообменника в осевом направлении.

1

Выполнение диаметров труб змеевиков 2...7 уменьшающимися в радиальном направлении от оси корпуса 1 к трубам 17 и 18 обеспечивает повьппение компактности теплообменника в радиальном направлении за счет того, что интенсивность теплообмена с уменьшением диаметра труб змеевиков

2...7 возрастает, а уменьшение диаметра труб змеевиков 2...7 позволяет уменыпить диаметр их навивки.

В перепускной камере 16 и трубах

17 и 18 происходит дополнительный нагрев нагреваемой среды за счет организации направления газов, что также снижает осевой габарит теплообменника. Если геометрические параметры 35 змеевиков 2...7 устанавливают, исходя иэ приведенного соотношения, то на выходе каждого змеевика 2...7 при одной и той же их высоте нагреваемая среда будет иметь одинаковые параметры, Формула изобретения

1,Теплообменник, содержащий соосно установленные в корпусе теплообменные трубчатые змеевики, имеющие различные диаметры навивки и закрепленные в поперечных концевых трубчатых досках со сквозными перепускными отверстиями, сообщенными с полостью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьппения компактности, перепускные отверстия в трубных досках расположены кольцевыми рядами по соосным корпусу окружностям, диаметры которых равны диаметрам навивки соответствующих теплообменных змеевиков, а трубы последних выполнены с диаметрами, увеличивающимися в направлении от оси корлусА к его периферии.

2,Теплообменник по и.1, о т л и ч а ю шийся тем, что он дополнительно содержит установленную в полости корпуса поперечную перепускную камеру с осевыми перепускными трубами со сквозными щелями, первые иэ которых сообщены с трубами змеевиков, а вторые — с полостью корпуса.

1312359

5- Б (no8ephgma) Составитель Л.Андреев

Техред Л.Сердюкова

Редактор В.Петраш

Корректор М, 1 !арони

Заказ 1959/37 Тираж 612

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4