Теплообменная труба вертикального кожухотрубного теплообменника

 

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен. Выступы 3, 4 на внутренней поверхности трубы соответствуют пересекающимся винтовым канавкам (ВК) 1 2 на наружной поверхности трубы. Шаг ВК 1 одного направления больше, чем у пересекающихся с ними ВК 2, а глубина превыщает в 4-5 раз глубину ВК 2. Шаг ВК I равен 2,0-2,24 наружного периметра трубы. В результате происходит закрутка пристенных слоев жидкости по винтовой линии, которые обтекают выступы 3, 4 с малым шагом и под угло.м 90°, что является оптимальным с точки зрения теплоотдачи. Интенсификация теплообмена достигается также за счет крутки теплоносителя, что уменьп1ает толщину вязкого подслоя. При конденсации теплоносителя на наружной поверхности вертикальной трубы эффект интенсификации теплоотдачи достигается за счет того, что В К с большей глубиной и шагом интенсивно отводят конденсат, уменьшая среднюю то.-идину конденсатной пленки на повер.чности трубы . 1 3. п. ф-лы, 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д1! 4 F 28 F 1/08,,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4188451/24-06 (22) 01.12.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Ю. М. Бродов, П. Н. Плотников, К. Э. Аронсон, А. Ю. Рябчиков, В. К. Купцов и Т. В. Белая (53) 621.565.94 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1429554, кл. F 4 S, опублик. 1976. (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА ВЕРТИКАЛЬНОГО КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА (57) Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен. Выступы 3, 4 на внутренней поверхности трубы соответствуют пересекающимся винтовым канавкам (ВК) 1

2 на наружной поверхности трубы. Шаг ВК 1

„„SU„„1416848 A 1 одного направления больше, чем у пересекающихся с ними ВК 2, а глубина превышает в 4 — 5 раз глубину ВК 2. Шаг ВК 1 равен

2,0 — 2,24 наружного периметра трубы. В результате происходит закрутка пристеHt

1416848

Формула изобретения (.«с) ивит(. (l с) . (кимов ) рс,())к(ор В. Iiîlii \ II 1с,рс.(I! I)(рос Коррск(ор.1. Пиг)ипенко

Зак(п) 4058с!П 1 и;) )iк ()()(11опп н(нос

BI I II!4 I II I I осу((п р гв(нн«го копи г((;i (:(,(.P п«пс,)вм ивоорстснии и открытий

l 1:ЗOЗ5, Москвi). Ж !5), и" kkkñê;(и нив., и 4)5 ! 1 поппи<) тств(оно-Il<)<(и(ри(1п) (сск«()р(i ) рни гн(п I У,к(of)01, (..1 (1роск Гнпп. 4

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической химической и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена.

На чертеже изображена предлагаемая теплообменная труба.

Теплообменная труба выполнена с пересекающимися под углом 90 винтовыми канавками 1 и 2 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 3 и 4 на внутренней поверхности. Винтовые канавки 1 одного направления имеют шаг больший, чем у пересекающихся с ними канавок 2 и глубину, превышающую в 4 — 5 раз глубину канавок 2. Шаг винтовых канавок 1 равен

2,0 — 2,24 наружного периметра трубы.

Terrлообменная труба работает следующим образом.

Рабочая среда протекает внутри трубы. 20

Благодаря накатке с большей высотой выступов и большим шагом происходит закрутка пристенных слоев жидкости по винтовой линии этой накатки. Так как выступы канавок 1, 2 с большим и малым шагом пересекаются под углом 90, то и пристенные слои жидкости (вязкий подслой), в которых сосредоточено основное термическое сопротивление теплоотдачи, обтекают выступы 3, 4 накатки с малым шагом, тоже под углом 90 .

Как известно, такое сочетание расположения 30 выступов и направление течения теплоносителя является оптимальным с точки зрения теплоотдачи. Дополнительный эффект интенсификации теплообмена достигается за счет крутки теплоносителя, что уменьшает толщину вязкого подслоя. При этом не будет наблюдаться значительного увеличения гидравлического сопротивления, так как крутке подвергается не весь объем теплоносителя, а лишь его пристенные слои.

Г1ри конденсации теплоносителя на наружной поверхности вертикальной трубы (например, водяного пара) эффект интенсификации теплоотдачи достигается за счет того, что канавки с большей глубиной и шагом интенсивно отводят конденсат, уменьшая среднюю толщину конденсатной пленки на поверхности трубы. Основной подвод конденсата к глубоким канавкам I осуществляется по канавкам встречной навивки, имеющим малую глубину. Эти канавки вызывают дополнительное утонение пленки конденсата на недеформированной цилиндрической части поверхности трубы и дополнительно турбулизуют стекающую пленку. Это приводит к существенному росту коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося теплоносителя к стенке трубы.

1. Теплообменная труба вертикального кожухотрубного теплообменника с пересекаю(цичися винтовыми канавками на наружНоН поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, отличаюи(аяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, винтовые канавки одного направления имеют шаг больший, чем у пересекающихся с ними канавок, и глубину, превышающую в 4 — 5 раз глубину последних.

2. Теплообменная труба по п. l, отличаюи1аяся тем, что шаг винтовых канавок с большей глубиной равен 2,0 — 2,24 наружного периметра трубы.