Теплообменник

 

Сущность изобретения: интенсификациятеплообмена в межтрубном пространстве и упрощение технологии изготовления 2 обеспечивается тем, что в теплообменнике, включающем корпус, размещенный внутри него пучок теплообмен ных труб 2 и поперечные перегородки, установленные в межтрубном пространстве, последние выполнены из колец 4, соединенных между собой, а сами кольца 4 выполнены из прутка круглого сечения с диаметром, равным 0,1- 0,2 наружного диаметра труб 2. причем внутренний диаметр каждого кольца равен 1,025-1,075 упомянутого диаметра труб, а перегородки установлены по длине пучка с шагом, равным 9-11 наружным диаметрам труб. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК... Ж,, l 758382 А1 (я)з F 28 0 7/00, F 28 F 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР j ° ъ".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕтЕ НИЯ -"",,",", „,","",,„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)ТЕПЛООБМЕННИК (57) Сущность изобретения: интенсификация теплообмена в межтрубном пространстве и упрощение технологии изготовления— (21) 4766370/06 (22) 11.12.89 (46) 30;08.92. Бюл, М 32 (71) Ташкентский политехнический институт им, А.Р;Бируни (72) Г.Ш.Полищук, Б.М.Гурович, Я.С.Теплицкий, О.А,Вартеваиян и А.Н.Воробьев (56) Авторское свидетельство СССР

М 848949, кл, F 28 F 9/22, 1979. обеспечивается тем, что в теплообменнике, включающем корпус, размещенйый внутри него пучок теплообменных труб 2 и поперечные перегородкй; установленные в межтрубном пространстве, последние выполнены из колец 4, соединенных между собой, а сами кольца 4 выполнены из прутка круглого сечения с диаметром равным 0,1—

0,2 наружного диаметра труб 2, причем внутренний диаметр каждо о кольца равен

1,025 — 1,075 упомянутого диаметра труб, а перегородки установлены по длийе пучка с шагом, равным 9 — 11 наружным диаметрам труб. 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

1758382 пространстве с перекрытием его проходно- 15 го сечения поперечные перегородки, выполненные в виде перфорированных дисков, отверстия, в которых имеют отбортовку..

В межтрубном пространстве этого теп20 лообменника происходит образование застойных зон у перегородок, что снижает интенсивность смывания всех труб и, кроме того, он сложен в изготовлении.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и упрощение технологии изготовления, Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем" корпус с размещенным в нем пучком теплообменных

30 труб. и установленными в межтрубном пространстве поперечными перегородками, перекрывающими его проходное сечение, последние выпОлнены из опорных колец, соединенных между собой и изготовленных из прутка круглого сечений диаметром 0,1.—

0,2 наружного диаметра теплообменных труб, прйчем опорные кольца выполнены с вйутренним диаметром, равным 1;0251,075 наружного диаметра теплообменных труб. Поперечные перегородки расположе- 40 ны в теплообменнике с шагом, равным 9-11 наружным диаметрам теплообменных труб вдоль оси корпуса.

На фиг. 1 изображен теплообменник; на фиг, 2 — поперечная перегородка; 45

Теплообменник содержит корпус 1, размещенный внутри него пучок теплообменных труб 2 и поперечные перегородки 3, установленные в межтрубном пространстве.

Поперечные перегородки 3 выполнены из опорных колец 4, соединенных межщ собой, сами опорные кольца 4 выполнены иэ прутка круглого сечения, крайние пери50 ферийные сегменты поперечной перегородки 3 закрыты заглушками 5. а центральные сегменты 10 являются свободными проходными сечениями для холодного теплоносителя. Теплообменник содержит также патрубки 6 и 7 для подвода и отвода горяче55

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в машинострои тельной, химической, пищевой и других от раслях промышленности.

Известен теплообменник, в котором пе- 5 регородки выполнены в виде перфорированных дисков с сегментными вырезами.

Недостатком: его является наличие эастойнйх зон,,снижающих- интенсивность теплообмена; "-,:.. 10

Наиболее близким к предлагаемому является теплообменник, содержащий корпус, размещенный в нем пучок теплообменных труб и установленные в межтрубном го теплоносителя и патрубки 8 и 9 для подвода и отвода холодного теплоносителя.

Теплообменник работает следующим образом.

Горячий теплоносителя поступает в теплообменник по патрубку 6, протекает no трубам 2, где охлаждается и выводится через патрубок 7. Холодный теплоноситель через патрубок 8 поступает в межтрубное пространство. С помощью поперечных перегородок 3 организуется интенсивное омывание труб 2, теплоносйтель протекает через сегменты 10, Так как внутренний диаметр опорных колец 4 больше.на 0,05 наружного диаметра теплообменных труб 2, то между опорными кольцами 4 и теплообменными трубами 2 образуются зазоры, поперечное сечение которых представляет собой асимметричное сопло Лаваля, где происходит значительное ускорение холодного теплоносителя и возникает дополнительная интенсификация теплообмена на участках поперечных перегородок 3, Расположение поперечных перегородок 3 вдоль оси корпуса 1 с шагом, равным 9 — 11 наруж-, ным диаметрам теплообменйых труб.2, по- зволяет организовать в межтрубном пространстве турбулентный режим движения холодного теплоносителя, усиливающийся за счет активного действия струи, образованной сопловым зазором между опорным кольцом поперечной перегородки

3 и поверхностью труб 2 по всей длине теплообменника.

В табл. 1 приведены значения средних коэффициентов теплопередачи в водно-водяном теплообменнике с теплопередающей поверхностью 5 м, наружный диаметр тру2 бы 20 мм в зависимости от внутреннего диаметра опорного кольца решетки.

Как видно из данных табл. 1, оптимальный размер внутреннего диаметра опорного кольца равен 1,025 — 1,075 наружного диаметра теплообменных труб, при котором создается максимальная эффективность теплообмена, улучшается технологичность изготовления, при этом достигается необходимая жесткость теплообменника, снижающая вибрацию теплообменных труб

В табл. 2 приведены значения средних коэффициентов теплопередачи в водно-водяном теплообменнике с теми же параметрами в зависимости от шага расположения поперечных перегородок.

Как видно из данных табл. 2, оптимальное значение шага между поперечными перегородками вдоль оси корпуса равно 9-11 наружным диаметрам теплообменных труб, При этих значениях шага поддерживается высокая степень турбулизации потока и ак1758382

Таблица f

Таблица 2

Шаг

470

К, Вт/м2к

420

410

560

565

505

Таблица 3

015

025

Оп !е

0,05

26900

27500

36100

37020

37200

Р,Па

K,Вт мК

560

575

410

565

5 6 тивное омывание им всего пучка теплооб- готовления эа счет изготовления поперечменных труб без образования застойных ных перегородок из опорных колец с внутзон. ренним диаметром, равным 1,025-1,075

В табл. 3 приведены значения средних наружного диаметра теплообмейных труб. коэффициентов теплопередачи и гидродинамического соп ротивления водно-водя- 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ноготеплообменникастемиже параметрами 1, Теплообменник, содержащий корпус по ходу холодного теплоносителя в зави- с размещенными в нем пучком теплообменсимости от диаметра прутка опорных ко- нйх труб и поперечными перегородками, лец.. перекрывающими проходное сечение корКак видно из данных табл. 3, оптималь- 10 пуса, в отверстиях которйх трубы установным диаметром круглого прутка, из которо - -" -лены с зазором, . о т л"и ч à е шийся тем, го изготавливаются опорные кольца, что, с целью интенсификации теплообмена составляет 0,1 — 0,2 наружных диаметров и упрощения технологии изготовления, петеплообменных труб, При этом наблюдает- регородки выполнены из соедйненных межся наиболее благоприятное соотношение 15 ду сабо"; каждое из которых между величинами коэффициентов тепло- образовано прутком с диаметром сечения, передачи и гидравлического сопротивления равным 0,1 — 0,2 наружного диаметра труб, а теплообменника.:,. внутреннйй диаметр каждого, кольца равен

Таким образом, в предлагаемом тепло-, 1,025 — 1,075 упомянутого диаметра труб. обменнике достигнуто увеличение коэффи- 20 2. Теплообменник по и. 1, о т л и ч а юциентов теплопередачи, что говорит об шийся тем, что перегородки размещены интенсификации теплообмена, кроме того, . no длине трубного пучка с шагом, равным достигнуто улучшение технологичности из- 9 — 11 наружным диаметрам труб.

1758382

Составитель А, Бережной

Техред М,Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор 3, Слиган

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

Заказ 2988 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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