Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к конструкции турбулизирующих устройств, и может применяться в различных теплообменных трубах промышленных теплообменников. Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы, содержащее жестко закрепленные на оси с заданным шагом завихрители-лопасти, обтекаемые потоком теплоносителя, причем ось выполнена в виде двух скрученных между собой стержней, завихрители-лопасти выполнены в виде прямоугольных пластин, закрепленных между скрученными стержнями и установленных по длине трубы на расстоянии от 0,5 до 5 внутренних диаметров трубы, причем величина скрутки изменяет угол поворота плоскости пластин относительно потока теплоносителя на угол 1-15°, а угол поворота завихрителей-лопастей относительно друг друга на 15-90°. Техническим результатом изобретения является достижение оптимальной интенсификации теплообмена в теплообменных трубах с различными режимами работы за короткий период и без значительных затрат. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к конструкции турбулизирующих устройств, и может применяться в различных теплообменных трубах промышленных теплообменников.

Известно турбулизирующее устройство для теплообменной трубы (JP №2976538, кл. F28F 1/40, 1999), представляющее собой элемент со спиральным гребнем, формирующий поток теплоносителя. Канал для прохода теплоносителя образован между цилиндрическим участком элемента и внутренней стенкой теплообменной трубы, при этом поток теплоносителя имеет вихревое движение.

Известен турбулизатор для теплообменной трубы (US №5497824, кл. F28F 13/02, опубл. 1996), содержащий двойную полосу, свернутую в спираль, при этом турбулизатор устанавливают соосно внутри трубы теплообменника так, что он контактирует со стенками трубы или удален от внутренней поверхности стенки.

Известно турбулизирующее устройство для теплообменной трубы (SU №624104, кл. F28F 13/12, 1978), содержащее попарно установленные вдоль трубы на неподвижной оси завихрители с лопастями и возможностью вращения, при этом лопасти повернуты на угол 40-60° относительно своей оси симметрии и размещены в трубе с зазором, равным (0,03-0,1)L, расстояние между завихрителями в каждой паре равно (1,0-1,5)L, при этом пары расположены одна от другой на расстоянии (30-70)L, где L - максимальный размер завихрителей в плане.

Недостатками указанных способов является низкая технологичность в изготовлении, а также невозможность достижения оптимальной работы при смене режимов работы теплообменников, в частности расхода теплоносителя.

Наиболее близким к заявленному изобретению является турбулизирующее устройство для теплообменной трубы (SU №966482, кл. F28F 13/12, 1982), содержащее ось, выполненную с возможностью вращения, и установленные на оси с заданным шагом жестко укрепленные завихрители с лопастями, при этом лопасти, через один, наклонены под разными углами к оси, а у остальных завихрителей угол наклона всех лопастей одинаков и составляет 30-50°. Завихрители установлены на оси с шагом, равным 5-8 внутренним диаметрам трубы.

Недостатками данного устройства являются низкая технологичность в изготовлении, невозможность достижения оптимальной работы одного и того же турбулизирующего устройства для теплообменной трубы при изменении режимов протекания потока теплоносителя внутри трубы, трудоемкий и достаточно длительный процесс перенастройки оборудования под конкретный режим работы теплообменника.

Технической задачей предлагаемого изобретения является достижение оптимальной интенсификации теплообмена в теплообменных трубах с различными режимами работы за короткий период и без значительных затрат.

Поставленная задача решена тем, что турбулизирующее устройство для теплообменной трубы, содержащее закрепленные на оси с заданным шагом завихрители-лопасти, обтекаемые потоком теплоносителя, при этом ось выполнена в виде двух скрученных между собой стержней, завихрители-лопасти выполнены в виде прямоугольных пластин, закрепленных между скрученными стержнями и установленных по длине трубы на расстоянии от 0,5 до 5 внутренних диаметров трубы, причем величина скрутки изменяет угол поворота плоскости пластин относительно потока теплоносителя на угол 1-15°, а угол поворота завихрителей-лопастей относительно друг друга на 15-90°.

Сущность изобретение поясняется подробнее чертежом и описанием к нему.

На фиг.1 схематично изображено турбулизирующее устройство, содержащее ось 1 в виде двух скрученных между собой стержней, завихрители-лопасти 2, представляющие собой прямоугольные пластины, закрепленные между скрученными стержнями. Турбулизирующее устройство расположено в теплообменной трубе 3.

Турбулизирующее устройство работает следующим образом.

Поток теплоносителя поступает в трубу 3, натекает на расположенные внутри трубы завихрители-лопасти в виде прямоугольных металлических пластин 2, которые закреплены центральной (средней) частью между скрученных металлических стержней (ось) 1, причем пластины могут удерживаться прижимающими их с двух сторон стержнями или крепиться к одному из стержней с помощью сварки или пайки. Завихрители установлены по длине трубы на расстоянии от 0,5 до 5 внутренних диаметров трубы (расстояние между пластинами в указанном диапазоне может быть одинаковым или различным). Плоскость завихрителей-лопастей (пластин) параллельна потоку теплоносителя. При изменении силы скрутки стержней относительно друг друга, например при увеличении величины закручивания, плоскость пластин (завихрителей-лопастей) смещается на угол 1-15° относительно потока теплоносителя (пластины разворачиваются), при этом пластины поворачиваются относительно друг друга на угол 15-90°. Происходит интенсификация процесса теплообмена.

При попадании потока теплоносителя на завихрители-лопасти происходит его турбулизация, улучшается теплообмен и одновременно увеличиваются гидравлические потери. Теплоноситель при одной и той же конструкции теплообменника может иметь различные параметры (температуру, вязкость, давление и др.) и расход. Использование заявленного турбулизирующего устройства позволяет формировать поток теплоносителя с наиболее оптимальным сочетанием между величиной теплоотдачи и гидравлическими потерями при изменении режима протекания теплоносителя. Это достигается простым изменением величины закрутки стержней относительно друг друга и, тем самым, изменением угла поворота плоскости пластин (завихрителей-лопастей) относительно друг друга и относительно потока теплоносителя.

Закрутка стержней и изменение ее величины могут быть выполнены с помощью различных устройств, например с помощью двух струбцин зажимающих концы стержней, с поворотом одной из струбцин на заданный угол с учетом величины упругости материала, из которого выполнены стержни. Выбор материала, из которого выполняются стержни и турбулизаторы, определяется конкретными условияли работы теплообменника.

Таким образом, предложенное турбулизирующее устройство для теплообменной трубы может быть использовано в теплообменных аппаратах с различными параметрами и расходами теплоносителя.

Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы, содержащее закрепленные на оси с заданным шагом завихрители-лопасти, обтекаемые потоком теплоносителя, отличающееся тем, что ось выполнена в виде двух скрученных между собой стержней, завихрители-лопасти выполнены в виде прямоугольных пластин, закрепленных между скрученными стержнями и установленных по длине трубы на расстоянии от 0,5 до 5 внутренних диаметров трубы, причем величина скрутки изменяет угол поворота плоскости пластин относительно потока теплоносителя на угол 1-15°, а угол поворота завихрителей-лопастей относительно друг друга на 15-90°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к конструкции турбулизирующих устройств, и может применяться в различных теплообменных трубах промышленных теплообменников.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет использовать низкопотенциальные источники тепла, в том числе хозяйственно-бытовые стоки и другие тепловые отходы, для предварительного подогрева воды до подачи в водонагревательные устройства и для нагрева других жидкостей, газов или их смесей.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих устройствах, например в ядерных энергетических установках. .

Изобретение относится к устройствам для проведения экзотермических и эндотермических жидкофазных химических реакций и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в частности к трубчатым элементам теплообменников. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при создании теплообменных устройств. .

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и горной промышленности. .

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в установках для получения пара и является усовершенствованием изобретения по авт. .

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в которых могут одновременно осуществляться и массообменные процессы, например абсорбция, конденсация, и может быть использовано в энергетике, химической и других отраслях промышленности, например в производстве карбамида

Изобретение относится к смесительному устройству теплообменника и может быть использовано для химического синтеза, для получения агрохимических веществ и биохимических веществ, в пищевой промышленности

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к конструктивным элементам теплообменного оборудования различного назначения, и может быть использовано для интенсификации теплообмена, например, в кожухотрубных теплообменных аппаратах при одно- и многофазных течениях

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в реакторах

Изобретение относится к трубчатой печи для крекинга, предназначенной, в частности, для получения этилена, включающей конвекционную секцию и (или) двойную радиационную (радиантную) секцию(и), по меньшей мере, с однопроходной радиационной (радиантной) трубой, выполненной, по меньшей мере, с одним элементом, интенсифицирующим передачу тепла

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих устройствах, например в ядерных энергетических установках. В способе теплосъема с поверхности тепловыделяющих элементов, заключающемся в том, что теплоноситель подают на теплоотдающую поверхность теплопередающего устройства и закручивают его, теплоноситель дополнительно закручивают относительно оси, лежащей под углом к продольной оси основного закрученного потока. Технический результат заключается в повышении интенсивности теплосъема за счет взаимодействия вихрей с теплоотдающей поверхностью, что приводит к интенсивному тепломассообмену между ядром потока и пристенным слоем. 1 ил.

Настоящее изобретение относится теплообменнику с оребренными трубами, содержащему трубы, через внутреннее пространство которых течет теплоноситель и которые располагаются параллельно на одинаковом расстоянии между ними, так что продукт сгорания может проходить через пространство между трубами; и теплопередающие ребра, которые разнесены относительно друг друга и присоединены к наружной поверхности труб вдоль их продольного направления таким образом, чтобы располагаться параллельно потоку продукта сгорания. Внутри труб установлен первый генерирующий турбулентный поток элемент для создания турбулентности в потоке теплоносителя. Первый генерирующий турбулентный поток элемент содержит плоскую пластинчатую часть, расположенную в продольном направлении труб, для разделения внутреннего пространства труб на два пространства, и первые направляющие элементы и вторые направляющие элементы, которые разнесены относительно друг друга и поочередно выступают под наклоном вдоль продольного направления на обеих сторонах плоской пластинчатой части. Технический результат - повышение эффективности теплообмена путем увеличения турбулентности потока теплоносителя. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

Предложены система и способ водяного смесителя с предотвращением пропусков зажигания. Система может содержать двигатель с наддувом, содержащий охладитель наддувочного воздуха ниже по потоку от компрессора и воздушный впускной канал с дросселем между впускным коллектором и охладителем наддувочного воздуха. Система также может содержать магистраль, соединенную параллельно с воздушным впускным каналом между впускным коллектором и охладителем наддувочного воздуха, соединенную с впускным коллектором ниже по потоку от дросселя, содержащую смеситель, установленный под углом в пределах 45 градусов от вертикали. Техническим результатом является предотвращение конденсации воды, а также для предотвращения поглощения воды на скоростях, достаточно высоких, чтобы вызывать пропуски зажигания. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх