Теплообменная труба

 

Использование: в тешюобменных аппаратах , для охлаждения световодов в лазерной технологии. Сущность изобретения: теплообменная труба содержит элемент 1 охлаждения, расположенный в ее полости 2, и шнековый завихритель, ось которого совпадает с продольной осью трубы. Ось элемента параллельно смещена относительно оси трубы. На периферийных участках завихрителя выполнены отверстия 4 под элемент охлаждения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl)S

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА

{57) Использование: в теплообменных аппаратах, для охлаждения светаводов в лазерной технологии. Сущность изобретения: теплообменнэя труба содержит элемент 1 охлаждения, расположенный вее полости2, и шнековый завихритель, ось которого совпаДэет с продольной Осью трубы, Ось элемента параллельно смещена относительно оси трубы. На периферийных участках завихрителя выполнены отверстия 4 под элемент охлаждения. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕ НЫЯ КОМИТЕТ

Пб ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4864849/06 (22) 07.09.90 (46) 30.10.92. Бк)л. Ь 40 (71) Самарское научно-производственное обьединение автоматических систем

P2) А,И.Елатонцев, С.Н.Луцев и И.А.Михайлевич (56) Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1980, с. 106.

Бажан О.И., Каневец Г.Е. и Селиверстов

В.М. Справочник по теплообменным аппа ратам, M. Машиностроение, 1989.с. 72, 193.

SU 1772576 А1

1772576

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано для охлаждения, например, световодов в лазерной хирургии и лазерной технологии, Известен лопаточный завихритвль, содержащий кольцевой канал и расположенное коаксиально ему цилиндрическое тело, а также закручивающее устройство в виде лопаток, основания которых касаются поверхности цилиндрического тела, Наружный диаметр лопаток закручивающего устройства равен внутреннему диаметру кольцевого канала.

Недостатком данного завихрителя является местная закрутка потока, сохраняемая лишь на ограниченном участке длины цилиндрического тела, и, следовательно, низкое его охлаждение.

Известен шнековый теплообменник, содержащий наружную трубку с соосно расположенным цилиндрическим телом, по всей длине которого нэвита проволока с определенным шагом. Описанный теплообменник позволяет получить постоянный вихревой поток по всей длине охлаждаемога цилиндрического тела.

Недостатком данного теплообменника является низкая эффективность охлаждения цилиндрического тела, Известен теплаабменник, содержащий корпус и расположенный в его полости элемент охлаждения. а также шнековый завихритель, ось которого совпадает с продольной осью корпуса. Недостатком данного теплообменника является невысокая интенсивность теплоабмена. Это обьясняется тем, что ось полученного вихревого потока соосна оси элемента охлаждения и омывает его по винтовой линии. Указанный характер омывания более близок к прадольнаму обтеканию, чем к поперечному. При продольном обтекании при винтовом омывании элемента охлаждения почти не происходит отрывания наиболее теплонагруженнаго ламинарного пограничного слоя от поверхности охлаждаемого элемента.

Экспериментально установлено, что теплаотдача при продольном обтекании гладких труб примерно в 2...2,5 раза менее интенсивна, чем при поперечном обтекании и прочих равных условиях.

Цель изобретения — интенсификация теплоабмена.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообмен ной трубе, содержащей расположенный в ее полости элемент охлаждения и шнековый завихритель, ось которого совпадает с продольной осью трубы, ось элемента охлаждения параллельно смещена относительно оси трубы и на периферийных

5 участках шнекового. эавихрителя выполнены отверстия под упомянутый элемент, Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема теплообменной трубы.

10 Теплообменная труба содержит элемент 1 охлаждения, расположенный в ее полости 2, и шнековый завихритель 3. ось которого совпадает с продольной осью трубы, Ось элемента 1 охлаждения параллель15 но смещена относительно оси трубы. На периферийных участках шнекового завихрителя 3 выполнены отверстия 4 под weмент 1 охлаждения.

Теплообменная труба работает следую20 щим образом, Завихрение потока в полости 2 трубы происходит благодаря шнековому завихрителю 3. 8 потоке появляется тангенциальная составляющая скорости, которая

25 увеличивается от приосевой области потока к периферийной. Благодаря вращательному движению возникают центробежные массовые силы, которые оттесняют поток к внутренней поверхности полости 2 трубы и тем

30 самым вызывают существенное изменение профиля осевых скоростей — увеличение этих скооостей в периферийной части потока и уменьшение их в приосевой области.

Таким образом, смещение элемента 1

35 охлаждения относительно оси трубы, кроме поперечного обтекания поверхности охлаждаемого элемента 1, позволяет использовать более высокие скорости охлаждающего потока.

4D Конструкция теплообменной трубы обеспечивает приближенное к поперечному обтекание ее внутренней поверхности, что позволяет получить высокий теплосъем с поверхности элемента охлаждения и, следова45 тельно, повысить эффективность его охлаждения, Формула изобретения

Теплообменная труба, содержащая расположенный в ее полости элемент охлажде50 ния и шнековый завихритель, ось которого совпадает с продольной осью трубы, о т л ич а юща я с я тем, что.c цельюинтенсификации процесса теплообмена, ось элемента охлаждения параллельно смещена относи55 тельно оси трубы и на периферийных участках шнекового эавихрителя выполнены отверстия под элемент охлаждения.