Радиатор

 

Использование: в теплотехнике. Сущность изобретения: пластины оребрения выполнены профилированными с чередованием выступов и впадин. Смежные пластины установлены с образованием между ними конфузорно-диффузорных каналов. Отношение шага профиля к его высоте составляет 12 - 15. Отношение шага расположения пластин к высоте профиля 7,5 - 11,2. Отношение размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру канала составляет 47 - 52. 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции радиатора системы охлаждения силовой установки тепловоза.

Известны водовоздушные секции радиатора для тепловозов, содержащие пучок плоских труб, оребренных общими пластинами, трубные коробки, боковые щитки и коллекторы (Инструкция ТЭ. 00.00.000И74. Тепловозы. Секции водовоздушного радиатора).

Недостатком этих радиаторов является не полное использование поверхности охлаждающих пластин в процессе передачи теплоты от горячего теплоносителя к холодному вследствие не оптимальной глубины радиатора, что снижает его энергетические характеристики.

Известен радиатор для охлаждения силовой установки тепловозов, содержащий оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждающего теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами (авт. св. СССР N 1124172, кл. F 28 D 7/16, 1984, прототип).

Как показали экспериментальные исследования опытных образцов таких секций радиатора, выполненных с относительной глубиной 53-55 и 75-79 (Куликов Ю. А. Системы охлаждения силовых установок тепловозов. М. Машиностроение, с. 288, 1988), где L/dэ2; L глубина радиатора, м; Dэ2 [2 (tр p)(tТ а)]/[(tp p) + (tT a)] tр шаг оребряющих пластин, м; tT шаг расположения трубок, м; p толщина пластины, м; а размер трубы в плоскости перпендикулярной воздушному потоку, м. коэффициент теплопередачи таких секций недостаточно велик при относительно большом аэродинамическом сопротивлении.

Цель изобретения повысить коэффициент теплопередачи секций радиатора без изменения их аэродинамического сопротивления, а следовательно, без увеличения мощности, затрачиваемой на привод вентиляторов системы охлаждения.

Для этого в радиаторе, содержащем оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждающего теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами, оребряющие пластины выполнены профилированными с чередованием выступов и впадин с острыми вершинами и одинакового размера в осевом направлении, смежные пластины установлены с образованием между ними конфузорно-диффузорных каналов, причем отношение шага профиля к его высоте составляет 12-15, а отношение шага расположения пластин к высоте профиля 7,5-11,2, при этом отношение размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру канала составляет 47-52.

Как показали исследования, проведенные при уменьшении относительной глубины радиатора << 47 происходит резкое уменьшение коэффициента теплопередачи (на 10-15%) секции вследствие сокращения площади теплоотдачи со стороны воздуха. При увеличении относительной глубины >> 52, происходит резкое возрастание аэродинамического сопротивления секции (на 25-40%), поскольку вихревые структуры, генерируемые на вершинах выступов, постепенно начинают затрагивать не только пристенный пограничный слой, но и ядро всего потока, что вызывает резкий рост аэродинамического сопротивления и, следовательно, снижение теплоаэродинамических характеристик радиатора.

Исследования опытных образцов секций радиатора, проведенные для всего диапазона скоростей теплоносителя 2-20 м/с, используемых в теплообменных аппаратах тепловозов, показали, что секции с профилированными пластинами при соотношении размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру канала, равного 47-52, имеют коэффициент теплопередачи на 12-18% выше, чем секции с гладкими пластинами и с относительной глубиной в диапазоне 53-55.

Выполнение радиатора предложенной конструкции позволит увеличить коэффициент теплопередачи секции и повысить теплоаэродинамические характеристики радиатора.

Предлагаемая конструкция радиатора поясняется чертежом.

Радиатор содержит пучок плоских труб 1, расположенных в шахматном порядке, оребренных общими пластинами 2, трубные коробки 3, боковые щитки 4 и коллекторы 5.

Радиатор работает следующим образом.

Горячий теплоноситель поступает через верхний коллектор и трубную коробку в полость плоских труб 1, а затем в нижнюю трубную коробку и коллектор. Холодный теплоноситель просасывается вентилятором через воздушные каналы, образованные плоскими трубами 1 и профилированными пластинами 2.

Формула изобретения

РАДИАТОР для охлаждения силовой установки тепловозов, содержащий оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждения теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами, отличающийся тем, что оребряющие пластины выполнены профилированными с чередованием выступов и впадин с острыми вершинами и одинакового размера в осевом направлении, смежные пластины установлены с образованием между ними конфузорно-диффузорных каналов, причем отношение шага профиля к его высоте составляет 12 - 15, а отношение шага расположения пластин к высоте профиля - 7,5 - 11,2, при этом отношение размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру каналу составляет 47 - 52.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к поверхностным газожидкостным или газовоздушным теплообменникам, например регенератором газотурбинных двигателей

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменникам, например к радиаторам систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в энергетической, химической, нефтяной, пищевой, молочной промышленности и других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к теплообменникам с увеличенной площадью поверхности теплообмена в единичном объеме теплообменника, и может быть использовано в энергетике, химической и пищевой промышленности

Изобретение относится к рекуперативным теплообменным аппаратам холодильной, криогенной и другой теплообменной техники
Изобретение относится к теплообменникам, в которых каналы для теплоносителей образованы пластинами, разделяющими обе среды, т.е

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловозостроению, и может быть использовано в охлаждающих устройствах тепловозов

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано для охлаждения различных сред в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к конструкции радиаторов в системе водяного охлаждения двигателя, и может быть применено при проектировании автомобилей, тракторов, тепловозов

Изобретение относится к теплотехнике, а точнее к теплотехническим устройствам типа "труба в трубе", двух- трех- и многоходовым или n-трубным кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано при проектировании и доработке бывшего в употреблении нагревательного и холодильного теплообменного оборудования, включая маслоохладители в энергетических установках, технологических аппаратах в нефтеперерабатывающей, химической и пищевой промышленностях

Изобретение относится к трубчатым теплообменникам, а более точно к витым многослойным змеевиковым конструкциям

Изобретение относится к теплотехнике, в частности с рекуперативным теплообменным аппаратам

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для отвода тепла от первого контура ядерной энергетической установки (ЯЭУ)

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к аппаратам для нагрева и охлаждения кусковых и полидисперсных материалов газом или воздухом

Изобретение относится к технике сушки твердых материалов и может быть использовано в сельскохозяйственной пищевой промышленности

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструкции охлаждающих устройств силовых установок тепловоза
Наверх