Теплообменная труба

 

Использование: паровой обогреватель бункера сушилки сыпучих материалов. Сущность изобретения: размещенная в корпусе 3 вставка 5 имеет форму усеченного полуконуса 6. а ее внутренняя поверхность 7 имеет аэродинамический профиль, причем вставка 5 размещена в нижней половине трубы 3, а в ее боковой поверхности выполнены сквозные отверстия 11. расположенные под острым углом к ее горизонтальной оси. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА

4 Р

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cr (21) 4770414/06 (22) 15.12.89 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Государственный проектный институт

"Ярославский промстройпроект" (72) В.Я,Марев, А.Г.Панфилов и В.А.Грудин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1038799, кл. F 28 F 1/40, 1982. Ы 1758378 Al (я}э F 26 В 25/08, F 28 F 1/40 (57) Использование: паровой обогреватель бункера сушилки сыпучих материалов. Сущность изобретения: размещенная в корпусе

3 вставка 5 имеет форму усеченного полуконуса 6, а ее внутренняя поверхность 7 имеет аэродинамический профиль, причем вставка 5 размещена в нижней половине трубы 3, а в ее боковой поверхности выполнены сквозные отверстия 11. расположенные под острым углом к ее горизонтальной оси. 5 ил. 3 (Я

0©, GD

ОО

1758378

Изобретение относится к обогревательным устройствам-и может быть использовано в паровых обогревателях различного назначения, например в паровых обогревателях бункеров сушилок сыпучих материа лов.

Известна теплообменная труба, содержащая корпус и размещенную в нем вставку

c сужающимся и расширяющимся участками по ходу среды и отверстиями на боковой поверхности.

Низкий тепломэссообмен вследствие образования застойных "мертвых" локальных зон конденсата в нижней части поперечного сечения полости тепловой трубы является недостатком указанной теплообменной трубы.

Цель изобретения — интенсификация тепломассообмена в процессе конденсации пара.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменйой трубе, содержащей корпус и размещенную в нем вставку с сужающимся и расширяющимся участками по ходу среды и с отверстиями t.а боковой поверхности, внешняя поверхность вставки имеет форму усеченного полуконуса, а внутренняя — аэродинамический профиль, при этом вставка размещена в нижней половине трубы с зазором симметрично ее вертикальной оси, а отверстия расположены под острым углом к ее горизонтальной оси.

На фиг.1 изсбражена теплообменная труба в составе парового обогревателя бункера сушилки, общий вид; на фиг.2 — схема расположения вставок в теплообменной трубе (с продольной интерпретацией давлений газового потока); на фиг.3 — разрез А — А на фиг.1 (с геометрической продольной интерпретацией скоростей газового потока); на.фиг.4 — узел 1 на фиг,2 (с геометрической интерпретацией скоростей и давлений газового потока в зоне расположения вставки); на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг,4, Установлен ная в запол ненном влажным сыпучим материалом бункере 1 сушилки тепловая труба включает в себя соединенные стояками 2 верхние 3 и нижние 4 трубчатые корпуса (рабочие патрубки) с размещенными в их полостях вставками 5, образующими в совокупности горизонталь. ные и вертикальные тепловые контуры (фиг.1, 2 и 3).

Внешняя (наружная) поверхность 6 вставки выполнена в форме усеченного полуконуса, а внутренняя имеет криволинейный, аэродинамический профиль 7, в полости корпуса тепловой трубы вставка 5 образует сужающийся 8 и расширяющийся

9 по ходу паровой среды участки.

Вставка укреплена на опоре 10 в нижней половине полости тепловой трубы (рабочего патрубка) с гарантированным минимальным зазором е, симметрично ее вертикальной оси а-а (фиг,4, 5), а боковая поверхность вставки выполнена перфорированной сквсэными отверстиями 11, расположенными под острым углом а к ее горизонтальной оси б-б.

Вводимые концы трубчатых корпусов (рабочего патрубкэ) тепловой трубы, снабженные каждый соплом 12 и эжектором 13, соединены с подводящим паропроводом 14, а нижний трубчатый корпус дополнительно соединен с отводящим патрубком 15, Тепловая труба работает следующим образом.

Теплоноситель — пар — по подводящему паропроводу 14 подается к соплу 12 и далее поступает в эжектор 13, где поток W> зжектируемого пара достигается повышенной скорости Vi, направляясь в верхний трубчатый корпус 3 тепловой трубы, и, последовательно обтекая вставки 5, поток пара через стояк 2 направляется в нижний трубчатый .корпус 4 тепловой трубы.

Как известно из аэродинамики, скорость потока, обтекающего подобный аэродиíàMè÷åñкий — крыловидный профиль,— реэко возрастает в зоне контакта с криволинейной поверхностью и значительно ниже в зоне контакта с прямолинейной поверхностью, Известно также, что в высокоскоростных зонах давление газовой среды ниже, чем в низко-скоростных.

В нашем случае это приводит к поперечной эжекции — массопереносу газового потока Wz через отверстия 11 из "пассивной" газовой нижерасположенной зоны, насыщенной конденсатом, в высокоскоростную зону — в центр поперечного сечения корпуса тепловой трубы. Попадая в высокоскоростную разряженную зону газового потока, частицы конденсата испаряются, а одновременное взаимодействие газовых потоков W1 и W2 образует общий, более плотный с повышенным температурным напором газовый поток с возросшей скоростью Ч2. Общее среднее давление Рср потока в клиновом зазоре между вставксй и внутренней поверхностью корпуса тепловой трубы имеет тенденцию к уменьшению с характерным падением давления Л P в зоне сквозных отверстий 11. Средняя скорость Vcp потока в указанном зазоре возрастает с резким увеличением скорости Л Ч в зоне отверстий 11.

Наличие вставок 5 и э кектирование— подсос парового потока через отверстия 11

1758378 — расширяет зону постоянного расхода пара вдоль трубчатых корпусов 3 и 4 (рабочих патрубков) тепловой трубы. Время нахождения жидких частиц — конденсата теплоносителя — в зоне постоянного расхода увеличивается, э в зоне стенок тепловой трубы сокращается, что снижает вероятность осаждения (гравитационной сепарации) конденсата на внутреннуюю . поверхность корпуса тепловой трубы.

Указанные особенности приводят к резким фазовым колебаниям s паровом потоке,, Кинетические и, как следствие, динамическое воздействие, особенно резкие фазовые колебания уплотненного газового потока обеспечивают перемещение потока парэ с вовлеченным в eto среду конденсатом, что приводит к интенсификации тепломассообмена в процессе конденсации пара и непрерывного возврата (вовлечения) конденсата вставками в газовый — паровой поток.

Использование вставок с вышеуказанными конструктивно-геометрическими харэктеристиками снижает вероятность образования застойных "мертвых" зон, содержащих конденсат, nîзволяет п0высить эффективность теплоотдачи тепловой тру5 бы, обеспечивает наиболее полное перемещение паровой среды в полости трубы, ч го проявляется в интенсификации тепломассообмена.

10 Формула изобретения

Теплообменная труба преимущественно парового обогревателя бункера сушилки, содержащая корпус и размещенную в нем вставку с сужающимися и расширяющими15 ся участками по ходу среды и с отверстиями на боковой поверхности, о т л и ч э ю щ а яс я тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена в процессе конденсации пара, внешняя поверхность каждой вставки

20 имеет форму усеченного полуконуса, а внутренняя — аэродинамический профиль, при этом вставка размещена в нижней половине трубы с зазором симметрично ее вертикальной оси, а отверстия расположены под ост25 рым углом к ее горизонтальной оси, 1758378 ф

Фиг. У

1758378 иг 5

Составитель Ю. Мартинин

Техред М.Моргентал Корректор А. Ворович

Редактор Э. Слиган

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

Заказ 2987 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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