Теплообменный элемент

 

Изобретение м.б. использовано в теплоэнергетических установках, в воздухоотделителях электрических машин , маслоотделителях, устройствах воздушного отопления и калориферах. Цель изобретения - интенсификация теплообмена элемента. Труба 1 имеет спирально-проволочное оребр ение, выполненное из плетеного канатика и соединенное с внешней поверхностью трубы 1 для обеспечения сапошного однородного контакта по поверхности витка бандажной проволокой 3 и пайкой 4. Канатик спирали 2 снабжен сердечником , выполненным из более прочного , но менее теплопроводного материала , чем периферийные его пряди. Витки спирали 2 выполнены с поворотом их вершин относительно оси витка на угол ц (0,25-0,3)- . Конструкция элемента позволяет расширить теплообменную поверхность и улучшить обтекание поверхности труб теплоносителем. 5 ил. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ($ц 4 F 28 F 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4309525/23-06 (22) 16 ° 07.87 (46) 23.03. 89. Бюп. У 11 госуда ственный комитет

r1o изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ СССР

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Институт физико-технических проблем энергетики АН ЛитССР (72) P.В.Улинскас, В.Ф.Закревский и А.А.Жукаускас (53) 66.045.2 (088.8) (56) Патент Англии Р 2106630 кл. F 28 F 1/36, 1983. (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение м.б. использовано в теплознергетических установках, в воздухоотделителях электрических машин, маслоотделителях, устройствах воздушного отопления и калориферах.

„„Я0„„1467359 А 1

Цель изобретения — интенсификация теплообмена элемента. Труба 1 имеет спирально-проволочное оребрение, выполненное из плетеного канатика и соединенное с внешней поверхностью трубы 1 для обеспечения сплошного однородного контакта по поверхности витка бандажной проволокой 3 и пайкой 4. Канатик спирали 2 снабжен сердечником, выполненным из более прочного, но менее теплопроводного материала, чем периферийные его пряди.

Витки спирали 2 выполнены с поворотом их вершин относительно оси витка на угол tp = (0,25-0,5)и . Конструкция элемента позволяет расширить теплооб- с менную поверхность и улучшить обтекание поверхности труб теплоносителем.

С:, 1467359

Изобретение относится к конструктивным элементам теплообменных аппа ратов и может быть использовано в теплоэнергетических установках разно5, ro назначения, например в воздухоохладителях электрических машин, масло,охладителях, устройствах воздушного, отопления, калориферах.

Целью изобретения является интен- 10 сификация теплообмена.

На фиг. I изображен теплообменный элемент, общий вид; на фиг. 2 — схе ма спирали оребрения; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — виток спира- 15 ди, вид сверху; на фиг. 5 — сечение ф-Б на фиг ° 3.

Теплообмен:.ый элемент (фиг. 1) содержит трубу 1 с наружным спиральным оребрением, выполненным из спира-20 и 2, навитой из канатика. Спираль 2 рикреплена к трубе 1 бандажной проолокой 3 и слоем 4 припоя. Канатик (фиг. 5) содержит стержень 5 иэ более рочного, но менее теплопроводного 25

Материала, например, сталь, и пряди

Из более теплопроводного материала„ например сплавы меди. Пряди 6 могут бытb одинарные или свитые. Контакт между прядями 6 точечный. Диаметр

Проволок принимается одинаковый или уменьшающийся в направлении к центру.

Канатик спирали 2 выполняется ис"

1 одя из следующих соотношений. Необ1содимая степень оребрения достигает35 ся уменьшением диаметра проволок.

Сумма величин диаметров отдельных

Проволок должна быть больше диаметра описанной окружности канатика (фиг,5), поскольку при одинаковых значениях 40 боковая поверхность неувеличивается. фри большем количестве проволок увеличиваются суммарный диаметр и на столько же боковая поверхность. На фиг, 5 увеличение составляет 2,33, а 45 йа диаметре размещается 3 диаметра

Отдельных проволочек. Таким образом увеличивается степень оребрения и

1 дельная площадь теплообменнбй поверхности в единице объема — компактность.

В теплообменном элементе повышение компактности достигается дополнительйо разворотом витков спирали по винтовой линии и расположением вершин под углом (p = (0,25-0,5) п относи".

I . ельно первоначальной оси. При таком угле поворота получается повьппение жесткости ребра, выполненного из тонкой проволоки и равномерное заполнение как в периферийной, так и в корневой части оребрения, уменьшается влияние теневого эффекта и открывается поверхность для омывания потоком теплоносителя. Вид оребрения принимает параболическую форму, что позволяет уменьшить межреберные полости, т.е. спирали располагать чаще, не ухудшая обтекания.

Спираль с закрученными витками, повьппая жесткость оребрения, обеспечивает применение более тонких проволок с повьппением соответственно компактности от двух факторов: уменьшения диаметра проволок и более частого расположения витков оребрения,. (уменьшения шага ребер), Теплообменный элемент работает следующим образом.

Теплоноситель, обтекая поверхность трубы 1 и оребрения, частично поступает в зазоры между проволок, созда. вая потоки фильтрации. Трапецеидаль- ная форма оребрения уменьшает теневой эффект и улучшает доступ теплоносителя к корнево11 части, располагающейся на поверхности трубы. Расширением теплообменной поверхности в сочетании с движением фильтрации и улучшением обтекания обеспечивается дополнительный эффект конвективного теплообмена.

Общий тепловой контакт ребра с трубой улучшается пропайкой канатика в месте крепления.

Положительный эффект достигается за счет повьппения эффективности от составляющих компактности и улучшения обтекания, сокращения расхода материалов на изготовление теплообменной поверхности, так как нить спирали изготавливается из разных материалов: внутри более прочного, а на периферии более теппопроводного, повышения жесткости и уменьшения диаметра проволок. При одинаковой жесукос" ти и диаметре проволок можно выполнять более высокие ребра. При прочих одинаковых условиях получается сокращение массы и габаритов теплообменников.

Формула изобретения

Теплообменный элемент, содержащий трубу со спирально-проволочным оребз

) 467359

4 рением, выполненным из плетеного ка-, теплообмена, канатик спирали снабжен натика и соединенным с внешней по- сердечником, выполненным иа более верхност ью трубы для обеспечения прочного, йо менее теплопроводного сплошного однородного контакта по по- материала чем периферийные его пря5

У верхности витка, бандажной проволо- .ди, а витки спирали выполнены с повокой и пайкой, о т л и ч а ю ш и и — ротом их вершин относительно оси витс я тем, что, с целью интенсификации ка на угол tg = (0,25-0,5) с Д

Рсм1

Фиг.2

1,4

1467359

Со ставитель Н. Алексеева

Редактор С.Патрушева Техред Ji,Ñåðpþêoâà Корректор М.Васильева

Заказ ilSZ/35 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытини нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский коибинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101