Теплообменная труба

 

Изобретение относится к теплоэнергетике . Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение эксплуатационной надежности. Теплообменная труба 1 содержит турбулизатор 2, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, установленной в трубе 1 с зазором 4 по отношению к ее стенке. Лента в поперечном сечении имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной к стенке трубы 1, снабжена сферическими выступами 3, расположенными в контакте с последней. Высота зазора 4 между лентой и стенкой трубы 1 не превышает высоты сегмента, образованного дугой ленты. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 28 F 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791671/06 (22) 14.02.90 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Производственное объединение "Невский завод" им. В.И.Ленина (72) В.В.Шерапов и Е.Ф.Кузнецов (56) Авторское свидетельство СССР № 903688, кл. F 28 F 1/10, 1982. (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА (57) Изобретение относится к теплоэнергетике. Цель изобретения — интенсификация теплообмена и повышение эксплуатацион!

Ж« 1765679 А 1 ной надежности. Теплообменная труба 1 содержит турбулизатор 2, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, установленной в трубе 1 с зазором 4 по отношению к ее стенке, Лента в поперечном сечении имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной к стенке трубы 1, снабжена сферическими выступами 3, расположенными в контакте с последней, Высота зазора 4 между лентой и стенкой трубы 1 не превышает высоты сегмента, образованного дугой ленты, 2 з.п, ф-лы, 3 ил.

1765679

10

40

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплообменных аппаратах, Известен ряд теплообменных труб; например, а.с. 1177654, 1985, а.с, 1302132, 1987, патент Великобритании ¹ 2065288, 1981, содержащие спиральные турбулизаторы.

К недостаткам известных аналогов относится невысокая интенсивность теплоотдачи, сложность изготовления, ненадежность в эксплуатации.

Прототипом данного изобретения является теплообменная труба по а.с, ¹ 903688, 1982, внутри которой с зазором установлен турбулизатор, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, К недостаткам прототипа относится низкий уровень теплоотдачи, неравномерность ра-. диального зазора по поперечному сечению трубы, Цель изобретения — интенсификация теплообмена и повышение надежности работы турбулизатора.

Цель достигается тем, что в теплообмейной трубе с турбулизатором, выполненным в виде пространственной ленточной спирали и установленной с радиальным зазором, на полотне ленточной спирали турбулизатора, имеющей в поперечном сечении форму дуги, выполнены сферические выступы, соприкасающиеся с внутренней стенкой трубы, при этом величина радиального зазора не превышает высоты дуги поперечного сечения ленточной спирали. Кроме того, на турбулизаторе между сферическими выступами могут быть выполнены сферические впадины или отверстия.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что теплообменная труба с турбулизатором в виде пространственной ленточной спирали отличается тем, что лента, имеющая в поперечном сечении форму дуги, несимметрично обтекается потоком.

При этом между наружной и внутренней поверхностью дугообразного профиля образуется градиент давлений, усиливающий проникновение основного потока в зазор между стенкой трубы и турбулизатором и обмен энергией между вихрями и основным потоком. Для усиления перемешивания потока в пристенной зоне пограничного слоя на турбулизаторе могут быть выполнены сферические впадины, образующие тороидальные вихри, или отверстия, способствующие перетеканию пограничного слоя с внутренней стороны дугообразного профиля на наружную, Благодаря совокупности перечисленных признаков предлагаемая теплообменная труба позволяет получить

4 более высокий уровень теплоотдачи, а.также дополнительную жесткость ленты; не пО-зволяющую виткам турбулизатора смещаться вдоль оси трубы под напором потока. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только в прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не выявило признаки, отличающие заявленйое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия", На фиг, 1 изображена теплообменная труба с турбулизатором, имеющим сферические выступы и впадины; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — теплообменная труба с турбулизатором, имеющим сферические выступы и отверстия.

Теплообменная труба 1 содержит турбулизатор 2, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, На поверхности ленточной спирали выполнены сферические выступы 3, служащие опорами и обеспечи- . вающие равномерность зазора 4. Между сферическими выступами 3 могут быть расположены сферические впадины 5 или отверстия 6, Теплообменная труба. работает следующим образом.

При прохождении теплоносителя в трубе 1 происходит перемешивание потока витками турбулизатора 2, при этом пограничный слой в радиальном зазоре 4 между опорами 3 дополнительно турбулизируется вихрями, образующимися на наружной поверхности турбулизатора 2, а также тороидальными вихрями, образующимися на сферических впадинах 5 за счет перетекания пристенного пограничного слоя через отверстия 6, вызванного наличием градиента давления на наружной и внутренней поверхности турбулизатора 2.

Использование изобретения позволяет интенсифицировать теплообмен на 10—

15%, Изобретение находится в стадии экспериментального проектирования.

Формула изобретения

1. Теплообменная труба, содержащая турбулизатор, выполненный в виде пространственной ленточной спирали, установленной в трубе с зазором по отношению к ее стенке, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения эксплуатационной надежности, лента в поперечном сечении имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной к стенке трубы, и снабжена сферическими выступами, расположенными в контакте с последней, при этом величина зазора между

1765679 лентой и стенкой трубы не превышает высоты сегмента, образованного дугой ленты. ступами выполнены сферические впадины, 3, Труба по п. 1, отличающаяся тем, что на ленте между сферическими вы5 ступами выполнены отверстия.

2, Труба по и. 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что на ленте между сферическими выСоставитель Е,Кузнецов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор

Заказ 3378 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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