Теплообменник

 

Использование: для утилизации тепла воздушных и газовых потоков для систем вентиляции и кондиционирования судов, зданий и сооружений. Сущность изобретения: на ступенях распределительных решеток возле стенок каналов и трубной доски расположен дополнительный слой дисперсной насадки. Плотность элементов этого слоя ниже плотности элементов основного слоя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 28 D 15/02

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1185045 (21) 4901170/06 (22) 09.01,91 (46) 23.09,92. Бюл. № 35 (71) Институт технической теплофизики АН

УССР (72) В.И.Моисеев, С.В.Барановская, А.И.Сигал и Е.И.Быкорез (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1185045, кл. F 28 0 15/02, 1983.

Изобретение относится к теплотехнике и является усовершенствованием технического решения по авт,св, СССР № 1185045, МКИ F 28 D 15/02.

Известный теплообменник по основному авторскому свидетельству содержит: пучок тепловых труб с зонами испарения, транспорта и конденсации, закрепленные в трубной доске, разделяющей каналы для теплообменивающих сред, и расположенные в каналах под пучком распределительные решетки для размещения дисперсной насадки, причем зойы транспорта изогнуты относительно зон испарения и конденсации, расположенных параллельно трубной доске, а распределительные решетки выполнены ступенчатыми. На распределительных решетках находятся шарики псевдоожиженного слоя, Недостатком теплообменника llo основному авторскому свидетельству является низкая термодинамическая эффективность из-за потерь энергии при нагреве теплоносителя за счет неравномерности его нагрева по сечению канала теплообменивающих сред (в центре температура и скорость теплоносителя будет выше, чем у стенок). При Ы,, 1763853А2 (54) ТЕПЛООБМЕННИК . (57) Использование: для утилизации тепла воздушных и газовых потоков для систем вентиляции и кондиционирования судов, зданий и сооружений. Сущность изобретения: на ступенях распределительных решеток возле стенок каналов и трубной доски расположен дополнительный слой дисперсной насадки, Плотность элементов этого слоя ниже плотности элементов основного слоя. 2 ил. смешении потоков теплоносителя с различ ными температурами возникают потери, приводящие к снижению общей температуры теплоносителя (см. Семенюк Л.Г. "Потери энергии рабочих тел при смешении теплоносителей", ИФЖ, т. 44, ¹ 6, 83г. с, 913-923). Неравномерность температур теплоносителя возникает из-за различной степени интенсификации теплообмена у стенок канала и в его центре. Как известно (см. Идельчик И.Е, Справочник по гидравлическим сопротивлениям M — Л Госэнергоиздат), в центре канала 1/3 сечения скорость потока при турбулентном режиме, который в большинстве наблюдается в промышленных теплообменных аппаратах, на 25 — 30% выше чем у стенок, Такое распределение скоростей приводит к тому, что в теплообменнике по основному изобретению интенсификация теплообмена за счет слоя псевдоожиженного дисперсного материала происходит неравномерно, в результате чего верхней части зон испарения и конденсации тепловых труб, расположенных у стенок каналов и трубной доски, не соприкасаются с дисперсным теплоинтенсифицирующим материалом, при этом интенсивность тепло1763853 обмена снижается, а температура нагреваемого теплоносителя понижается.

Целью дополнительного изобретения— повышение эффективности путем интенсификации теплообмена в зонах каналов теплообменивающих сред.

Поставленная цель достигается тем, что на ступенях решеток, расположенных у стенок каналов теплообменивающих сред и трубной доски, размещен дополнительный слой дисперсной насадки, плотность элементов которого ниже плотности элементов основного слоя.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 — его сечение.

Теплообменник содержит: пучок тепловых труб с зонами испарения 1, транспорта

2 и конденсации 3, закрепленных в трубной доске 4, разделяющей каналы для теплообменивающих сред и расположенные в каналах под пучком распределительные решетки, содержащие центральные 5 и 6 и боковые 7 и 8 секции, размещенные у стенок теплообменных каналов и трубной доски 4. Зоны испарения 1 и конденсации 3 расположены параллельно трубной доске 4, а зоны 2 транспорта изогнуты относительно зон испарения 1 и конденсации 3, Распределительные решетки выполнены ступенчатыми, а на ступенях расположены элементы псевдоожиженного слоя 9. Причем по секциям решеток, расположенных у стенок теплообменных каналов и трубной доски, размещены дополнительные элементы 10 псевдоожиженного слоя, плотность которого на 25 — 30% ниже основного, Теплообменник работает следующим образом, Нагретый воздух проходит через ступенчатую распределительную решетку.

Псевдоожиженный слой 9 по центральной 5 и боковых секциях 7 (основной 9 и дополнительной 10) под действием скорости воздуха в центральной части порядка 10 м/с и боковых порядка 7 м/с приходит в движение и равномерно псевдоожижаются по всей по5 верхности нагрева испарительной 1 части тепловых труб, турбулизируя воздух и равномерно интенсифицируя теплоотдачу. Теплота передается промежуточному теплоносителю. Последний кипит, его пары, 10 поднимаясь конденсируются в зонах конденсации 3. Теплота, выделяемая при конденсации передается холодному воздуху, который подается через распределительную решетку. Под действием скоростей воз15 духа в центре канала и в боковых зонах и благодаря наличию в боковых секциях решетки 8 шариков меньшей плотности, чем в центральной, слой равномерно псевдоожижается, турбулизируя поток нагреваемого

20 воздуха и интенсифицируя теплоотдачу.

Соприкасаясь со стенами труб и проникая в межтрубное пространство, шарики очищают также всю поверхность нагрева от пыли.

25 Такая конструкция теплообменника позволяет за счет применения в боковых и центральной зоне элементов псевдоожижаемого слоя, соответственно, меньшей и большей плотности равномерно по всей по30 верхности нагрева зон испарения и конденсации интенсифицировать теплообмен и снизить теплодинамические потери тепла.

Формула изобретения

Теплообменник по авт.св. N 1185045, 35 отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем интенсификации теплообмена в пристенных зонах, на ступенях распределительных решеток, расположенных у стенок каналов

40 и трубной доски, размещен дополнительный слой дисперсной насадки, плотность элементов которого ниже плотности элементов основного слоя.

1763853

Составитель С.Бугорская

Техред M. Моргентал

Редактор B.Èâàíîâà

Корректор О;Густи

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

Заказ 3448 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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