Турбулизатор теплообменной трубы

 

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен путем регулирования теплового потока. Турбулизатор /Т/ выполнен в виде спиральной ленты, имеющей сплошной участок 3 и лепестки /Л/ 4. Участок 3 закручен по пространственной спирали, а Л 4 отклонены от ее поверхности наружу и образованы прорезями на ленте. Л 4 по крайней мере с одной стороны снабжены покрытием 6 из металла с коэффициентом линейного расширения /КЛР/, отличающимся от КЛР Л. Л 4 и покрытие 6 выполнены с переменным КЛР, увеличивающимся в направлении от оси трубы к ее стенке. Относит.площадь покрытия 6 м.б. выполнена переменной в виде последовательно чередующихся по длине Т участков с монотонно увеличивающейся и уменьшающейся площадями покрытия. Толщина покрытия 6 м.б. переменной от Л к Л по длине Т. 2 з.п.ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 !> > >> >> ! ! -,.",т:",„ :

> ««

l «

f, >« ,- !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1239510 (2!) 4229222/24-06 (22) 3.04.87 (46) 23.07.89. Бюл. ¹ 27 (71) Симферопольский филиал Центрального проектно-конструкторского и технологического бюро Главсантехпрома (72) И. Д. Путинцев, В. H. Савицкий, Г. М. Алуф и В. И. Саснн (53) 621.565.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 1239510, кл. F 28 1: 1/40, 1984. (54) ТУРБУЛИЗАТОР ТБ! !. !ООБ.У!Е1-!НОЙ

ТРУБЫ (57) > (зобретение епозво,!яет интенсифицировать теплообмен путем р гулирования теплового потока. Турбулизатор (Т) вы!толнен

„„SU„„1495631

»»-» — »»>» - .:. >3%»» ЪВ»»»»>»:»»:.»:»»«»2 Ж:>

2 виде спиральной лен; ы. .!мсющей сплош! ой участок 3 и лепестки 4. Участок 3 закручен по пространствен;lой спирали, а Л 4 отклонены от ее поверхности наружу и ооразованы прорезям!! на ленте. Л 4 по крайней мере с одной TopoHbl снабжены покрытием 6 из металла с коэффициентом линейного расширения (K„".Ð), отличающимся от КЛР Л. Л 4 и покрытие 6 выполнены с переменным КЛР, увеличиваю цимся в l! «! (!и;! B,!(. ии и (. г oi ll т p!, H t>l h; ее стенке. Относит. площа.,"; !!окрытия 6 и. о выполнена переменной в в:!де l,ooëåäol,;тельно чередующихся по длине Т уч;!стков с монотонно увели !иваю!цеи;я умеlll>шающейся нлощадя; и покр>ы ия. 1 о, иш на покрытия 6 м. б. перемен!;ой oT к, 1 lio длине Т. 2 з. н. ф-,!ы, 11 ил.

149563!

55

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, может быть использовано в энергетической промышленности, в частности при проведении исследовательских работ, и является усовершенствованием известного турбулизатора по авт. св. Хо 1239510.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена путем регулирования теплового потока.

На фиг. 1 изображен турбулизатор при низкой температуре, общий вид; на фиг. 2—

to же, при высоко"; на фиг. 3— лепесток, выполненный с одной стороны сплошного участка турбулизатора, с покрытием из металла с коэффициентом линейпог0 расширения меньшим, чем у материала лепестков; на фиг. 4 — то же, с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала лепестков; на фиг. 5 — то же, с покрытием как из металла с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала лепестков, так и из металла с меньшим коэффициентом линейного расширения; на фиг. 6 — лепестки, выполненные с обеих сторон сплошного участка с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала лепестков; на фиг. 7 — то же, с покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала лепестков; на фиг. 8 — то же, с покрытиями из металлов как с большим коэффициентом линейного расширения, чем у материала лепестков, так и с меньшим, нанесенные на противолежащие лепестки одной ленты турбулизатора; на фиг. 9 — то же, вариант нанесения покрытий на противолежащие лепестки ленты турбулизатора; на фиг. 10 — лента турбулизатора с переменной относительной площадью участков покрытия лепестков; на фиг. 11 — лента турбулизатора с переменной толщиной покрытия лепестков.

Турбулизатор теплообменной трубы 1 выполнен в виде спиральной ленты 2, имеющей сплошной участок 3 и лепестки 4.

Сплошной участок 3 закручен по пространственной спирали, а ее лепестки 4 отклонены наружу от поверхности последней.

-Лепестки 4 образованы с помощью прорезей на ленте 2, могут быть выполнены на одной или на обеих сторонах ленты 2.

Сплошной участок 3 может быть навит на гибкий несущий элемент, например, шнур 5.

Лепестки 4 спиральной ленты 2, по крайней мере с одной стороны снабжены покрытием 6 из металла с коэффициентом линейного расширения, отличающимся от коэффициента линейного расширения материала лепестков 4. Лепестки 4 и покрытие 6 выполнены с переменным коэффициентом линейного расширения, увеличиваю30

50 щимся в направлении от оси трубы 1 к ее .стенке. Например, при нанесении покрытия 6 на поверхность лепестка 4, обращенную к оси трубы 1, используют металл с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у металла лепестков 4 (например, лепесток 4 выполнен из сплава 75ГНД, а металл покрытия 6 — 36Н). При нанесении покрытия 6 на наружную поверхность лепестка 4 используют металл с коэффициентом линейного расширения большим, чем .у металла лепестков 4. При нанесении покрытия 6 на обе поверхности лепестка 4 на внутреннюю поверхность наносят металл с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у металла лепестков 4, а на наружную — с большим.

Относительная площадь покрытия 6 лепестков 4 может быть выполнена переменной в виде последовательно чередующихся по длине турбулизатора участков соответственно с монотонно увеличивающейся и уменьшающейся плошадью покрытия. Толщина покрытия 6 может также изменяться от лепестка к лепестку по длине турбулизатора.

Покрытие 6 каждого лепестка может быть выполнено из нескольких металлов с соответствующими коэффициентами линейного расширения.

Поток теплоносителя, протекая по трубе 1, взаимодействует лепестками 4 и турбулизуется. Турбулизация усиливается за счет осцилляции лепестков 4, что интенсифицирует теплообмен в целом. Угол отгиба лепестков выбирается из условия сохранения упругого взаимодействия с потоком и оптимальное значение его находится в пределах 30 — 90 . При низкой температуре теплоносителя лепестки 4 турбулизатора сохраняют первоначально заданное пространственное положение, максимально способствуя интенсификации теплообмена. При повышении температуры теплоносителя турбулизатор нагревается и биметаллический лепесток 4 изгибается в сторону материала с меньшим температурным коэффициентом линейного расширения, т. е. при нагреве лепестков 4 они изгибаются к оси турбулизатора. При этом угол изгиба лепестка 4 от первоначального положения зависит от температуры теплоносителя, от величины температурного коэффициента линейного расширения покрытия 6, от расстояния нанесенного слоя металла от основания лепестков, толщины покрытия 6, а также от количества нанесенных на поверхности лепестков 4 слоев металла.

Таким образом, можно поддерживать постоянный режим теплообмена при колебании температуры теплоносителя или регулировать режим теплообмена по длине теплообменного аппарата по определенному

1495631

Формула изобретения

К оСи

6 требуемому закону распределения интенсивности теплообмена.

1. Турбулизатор теплообменной трубы по авт. св. № 1239510, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем регулирования теплового потока, лепестки спиральной ленты по крайней мере с одной стороны снабжены покрытием из металла с коэффициентом линейного расширения, отличающимся от коэффициента линейного раеширения материала лепестков, причем последние и их покрытие выполнены с переменным коэффициентом линейного расширения, увеличивающимся B направлении 0; оси трубы к ее стенке.

2. Турбулизатор по п. l, orëè÷àþè èèoÿ тем, что относительная площадь покрытия лепестков выполнена переменной в виде последовательно чередующихся по длине турбулизатора участков соответственно с монотонно увеличивающейся и уменьшающейся площадями покрытия.

3. Турбулизатор по пп. и 2, отличающийся тем, что покрытие лепестков Bblполнено с переменной от лепестка к лепестку толщиной Но длине турбулизатор».

1495631

К оси б-5

Pez./Ð (,<>ñòàâè (ñ.>ь (). <(,I(«)I >I!;I

Г)с >ик„()() I I. I)<>(>I((>(Ill Текре,(И. Г>прес г, .,",>(>с«) (I. "...>ь(„".: . ><> к;i.: Г > I 8<3ГГ 1 ира>к 55)9 l(,.li,(.«Ï

HI I I II!IIII t Г <>< . (ирс гас«ного комитет» но изобре) II>I>I)1 !! о г:, » ° > .: Ii" il I : I, .<. I

I I 3()35, Москва, Ж вЂ” 35, Pi>(п>ск I>(Ii.!6 .. < 5

I Гроизводствеilll()-издательский ко«>бинят «!Гаге(гг», г. У кгоро,(, у.l. Г (<.