Способ изготовления теплообменной трубы

 

Использование1 теплообменные аппараты и конденсаторы паровых турбин. Сущность изобретенияизготавливают вставку 1 с переменным поперечным сечением, которую затем устанавливают в трубу с образованием конфузорно-диффузорных участков. Вставку 1 при этом выполняют из двух идентичных частей, каждая из которых состоит из ленты и прикрепленных к ней конических полуобечаек 4 и 5, а перед установкой частей вставки 1 в трубу ленты жестко соединяют друг с другом 1зп ф-лы, бил.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (н)ю F 28 F 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ма

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4823734/06 (22) 02.04.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Лейинградский институт машиностроения (72) Г.Н.Ерченко, И,А.Богов и Н.Г.Ерченко (56) Авторское:свидетельство СССР

М 1348622, кл. F 28 F 1/02, 1986.

-АаторСкое свидетельство СССР .. N. 1449821, кл, F 28 F 1 02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1380334, кл. F 28 F 1/40., 1987.

Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов . B,M. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989, с. 72.

„„5U,,, 1758386 А1

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОЙ ТРУБЫ м (57) Использование; теплообменные аппараты и конденсаторы паровых турбин. Сущность изобретения: изготавливают вставку

1 с переменным поперечнйм сечением, которую затем устанавливают в трубу с образованием конфузорно-диффузорных участков, Вставку 1 при атом выполняют из двух идентичных частей, каждая из кото- рых состоит из ленты и прикрепленнь|х к ней конических полуобечаек 4 и 5, а перед установкой частей вставки 1 в трубу ленты жестко соединяют друг с другом. 1 з,п, ф-лы, 6 ил.

1758386

20

50

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано в теплообменных аппаратах и в: конденсаторах паровых турбин.

Известна теплообменная труба, содер- 5 жащая конфузорно-.диффузорные "участки,при этом в найменьшем сечении эти участки . имеют форму правильных многоугольйиков

: и многоугольйик Каждого .последуащего

: участка повернут.относ!ительно предыдущего. При riðoòåêýíèè рабочей среды по.трубе прбисходит .ее "последовательное расшире- ние и сжатие йа конфузорно-диффузорном участке. При этом среда турбулизуется. Поворот конфузорно-диффузорного участка и

cîoòíåTñòâeèно участков перехода один относительно другого обеспечивает дополни: тельную турбулентность пристенного слоя потока оабочей среды, Наружный поток рабочей среды турбулизируется за счет пере- ходных участков больше, чем при омывании круглой гладкой трубы.

Недостатками такой .теплообменной трубы являются невозможность использования наружного оребрейия для интейсифи- 2 кации теплообмена; а также технологическая трудоемкость ее изготовления, Известна теплообменная труба. состоящая из чередующихся по длине трубы участков, имеющйх овальное входное и выходное 3 сечения с взаимно перпендикулярными большими осями овалов. Образующая трубы на каждом участке выполнена в виде плавной линии, соединяющей входное и выходное сечения участка. При этом в проме- 3 жуточных сеченйях образуются овалы с соотношениями осей, отличающимися от соотношений входного и выходного сечений, Большие оси овалов расположены под углом 45 к осй трубы. По длине трубы образуются диффузорные и конфузорные.участки.

В процессе работы трубы среда; проходящая внутри нее, закручивается благодаря перетеканию из одного сечения в другое, 4 перпендикулярное ему. Участки увеличенных скоростей во входном и выходном овальных сечениях чередуются с участками пониженных скоростей в областях между ними. Это приводит к интенсивному смешиванию слоев жидкости за счет возникновения кавйтационного режима течения в

collJto8blx сечениях, Около стенок трубы скорость прохождения особенно увеличивается, что разрушает неподвижный слой 5 жидкости на стенках и интенсифицирует теплообмен. Снаружи трубу омывает пар и за счет протекания внутри трубы охлаждающей среды конденсируется íà ее поверхности.

Недостатками этой теплообменной трубы являются невозможность использования йаружйого оребрения для интенсификации теплообмена. а также технологическая трудоемкость ее изготовления.

Известна теплообменная труба, внутри которой размещена турбулизирующая вставка, выполненная в виде гофрированйой ленты, линии переглбов которой расположены под углом друг к другу и к стенкам трубы с образованием на торцах ленты точек пересечения и размещены в одной плоскости, смещенной относительно центральной оси трубы. Дополнительные линии гибов перпендикулярны торцам ленты,.проходят через укаэанные точки пересечения и расположены в различных плоскостях с образованием в продольном сечении трубы конфузорно-диффуэорного канала. Такое выполнение способствует возникновению неоднородйого поля давления по длине трубы и позволяет перетекать теплоносителю . из одной зоны течения в другую, что приво- . дит к дополнительной турбулизации потока в плоскости поперечного сечения трубы. Так как данная руба круглая и гладкая, то поэтому она может. быть выполнена снаружи и оребренной с цельс интенсификации теплообмена при конденсации пара на ее наружной поверхности

Недостатками этой трубы являются низкий коэффициент теплоотдачи с. внутренней стороны, так как приведенная конструкция турбулизирующей вставки не обеспечивает надлежащей закрутки потока, а следовательно, его турбулизацию и, кроме того, она . не позволяет получить длину конфузорного участка больше длины диффузорного участка, что также ухудшает турбулизацию потока, а следовательно, не позволяет получать высокие коэффициенты теплоотдачи с внутренней стороны трубы, а также нетехнологичность конструкций такой теплообменной трубы.

Наиболее близкой к предлагаемой является теплообменная труба с размещенной внутри нее турбулизирующей вставкой. состоящей из примыкающих друг к другу усеченных конусов так, что между внутренней поверхностью теплообменной трубы и вставкой образуется кольцевой канал типа диффузор-конфузор, Благодаря наличию участков увеличенных скоростей и пониженных скоростей, чередующихся друг с другом, происходит интенсивное смешивание слоев жидкости за счет возникновения кавитационного режима течения в сопловых сечениях, Около стенок трубы скорость прохождения особенно увеличивается, что разрушает неподвижный слой жидкости н

1758386

5 6 стенках и интенсифицирует теплообмен. которыхсостоитизленты и прикрепленных

Снаружи трубу омывает пар или жидкость и . к ней конических.полуобечаек 4 и 5, а перед соответственно за счет протекания внутри . установкой частей 2 и 3 вставки 1 в трубу трубы охлаждающей среды пар конденсйру- ленты жестко соединяют друг с другом, ется на ее поверхности, а жидкость охлаждается, . 5 Между полуобечайками 4 и 5 могут быть

Недостатками известной теплообмен- расположены полуцилиндрические участки ной трубы являются трудоемкость ее изго- . 6 (фиг. 3 — 6) длиной 1ч, равной разности длин товления, большая масса турбулиэирующей конфузорных !» и диффузорных !д участков, вставки, сложность крепления последней а перед соединением частей 2 и 3 вставки 1 внутри трубы, повешенное гидравлическое 10 их смещают относительно друг друга в просопротивление, .- ..: дольном направлейии на расстояние, равЦель изобретения — повышение техно- ное длине конфуэорйого участка !». логичности, В результате предлагаемого способа

Указанная цель достигается тем, что в изготовления теплообменной трубы с раэпредлагаемом способе изготовления тепло- 15 мещенной внутри вставкой достигается пообменной трубы с размещенной внутри - вышениетехнологичностиуказаннойтрубы, вставкой последнюю выполняют иэ двух . что обеспечивается вйполнением вставки 1 идентичных частей, каждая из которых со- из двух идентичйых частей 2 и 3 (фиг. 1 и 2), стоит излентьги прикрепленных к ней кони- каждая из которых состоит из ленты и прических полуобечаек, а перед установкой 2О крепленныхкнейконическихполуобечаек4 частей вставки в трубу ленты жестко соеди- и 5, а перед. установкой частей 2 и 3 вставки няют друг с другом, между полуобечайками в трубу ленты жестко соединяют друг с друрасполагают полуцилиндрические участки гом. Идентичные части 2 и 3 вставки 1 из длиной, равной разности длин конфузорных . ленты С коническими полуобечайками 4 и 5 и диффузорных участков; а перед соедине- 25:изготавливаются штамповкой.Для соединением частей вставки их смещают:относитель - нйя йдентйчных частей 2 и 3 вставки 1 прино друг друга в продольном найравлении на " мейяется электрическая контактная шовная расстояние, равное длйне конфуэорного .: сварка. участка; . .. .,: Плотная установка вставки 1 в теплообНе известны способы изготовления теп- 30 мейную трубу увеличивает вйутреннюю полообменных труб с размещенной внутри верхность теплообмена, в результате чего вставкой, в которых вставку выполняют иэ коэффициейт теплопередачи возрастает. двух идентичных частей, каждая иэ которых Кроме того, выполнение между полуобечайсостоит из ленты и прикрепленных к ней ками 4 и 5 полуцилиндрических участков 6 конических полуобечаек, а перед установ- 35 (фиг. 3 и 4) длиной !ц, равной разности длин кой частей вставки в трубу ленты жестко конфузорных !» и диффузорных !д участков, соединяют друг с другом, а также не извест- которые перед соединением частей вставки ны способы, в которых между полуобечайка- смещают отйосительно друг друга в проми располагают полуцилиндрические должном йаправленйи на расстояние, равучастки длиной, равной разности длин кон- 4О ное длине конфузорного 4, участка, фузорных и диффуэорных участков, а перед позволяет уменьшить гидравлическое сосоединением частей вставки их смещают противление внутри трубы. При этом смеотносительно друг друга в продольном на- щение указанных частей 2 и 3 может быть правлении на расстояйие, равное длине осуществлено на величину, отличную от !», конфуэорного участка. 45 так как обе зоны трубы, разделенные вставНа фиг. 1 изображена теплообменная кой 1, междусобой не соединяются. Выбор труба; на фиг. 2-сечение А-А на фиг, 1; на длины !ц полуцилиндрических участков, фиг. 3- теплообменная труба со смещенны- равной разности длин конфузорных и дифми частями вставки; на фиг..4 — то же, вид фузорных участков,,определяется технолосверху; на фиг. 5 — сечение Б-Б. на фиг . 3; на 50 гичностью процесса изготовл ния частей 2 фиг. 6 — сечение В-В на фиг. 3.. и 3 вставки 1. В общем случае указайная

В предлагаемом способе изготовления длина !ц может определяться из условия теплообменной трубы (фиг. 1 и 2) с разме- обеспечения минимального снижения коэфщенной внутри вставкой 1, включающей фициентатеплоотдачи при одновременном изготовление вставки 1 с переменным Ilo" % уменьшении гидравлического сопротивлеперечным сечением и установку вставки в ния. Предложенная технология иэготовлетрубу с образованием конфузорно-диффу- ния вставки обеспечивает при этом эорных (!», !д) участков, вставку выполняют уменьшение ее массы эа счет образования из двух идентичных частей 2 и 3, каждая иэ с противоположной выступам стороной час1758386 тей ленты впадин, т.е. свободного пространства.

Таким образом, изготовление теплообменной трубы согласно предлагаемому способу обеспечивает повышение технологичности конструкции, увеличивает коэффициент теплопередачи, уменьшает массу и гидравлическое сопротивление внутри трубы и тем самым снижает знергозатраты на прокачку рабочей среды.

Ф о р м у л а. и 3 о б р е т е н и я"

1. Способ изготовления теплообменной трубы с размещенной внутри" вставкой,, включающий изготовление вставки с переменным поперечным сечением и установку вставки в трубу с образованиеМ между вставкой и трубой конфузорно-диффузорных участков, причем длина конфузорных участков превышает длину диффузориых участков; отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности, вставку выполняют из двух идентичных частей, каж5 дая из которых состоит из ленты и прикрепленных к ней пар конических полуобечаек разной длины, а перед установкой частей вставки в трубу их соединякп путем жесткого скрепления лент одна с другой, 10 2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что при изготовлении вставки между полуобечайками каждой пары располагают полуцилиндрические участки длиной, равной разйости длин конфузорных и диффу15 зорных участков, а перед соединением частей вставки их смещают одна относительно другой в продольном направлении на расстояние, равное длине конфузорного участка.

1758386

8-8

Ч

Составитель Г. Ерченко

Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова

Редактор Е. Конча

Заказ 2988 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенилм и открытиями при ГКНТ СССР

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

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