Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами



Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами
Теплообменник, содержащий трубы с профилированными ребрами

 


Владельцы патента RU 2494330:

ЖЕА БАТИНЬОЛЛЬ ТЕКНОЛОЖИ ТЕРМИК (FR)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников. Трубчатый теплообменник содержит трубы с ребрами. Трубы проходят в некотором осевом направлении и оборудованы теплообменными ребрами. Каждое ребро содержит поверхность теплообмена, которая окружает трубу и проходит в некотором радиальном направлении относительно трубы и выполнена рельефно, образуя желобки, отстоящие друг от друга в радиальном направлении. Желобки ребра имеют размеры, такие как ширина и глубина, которые уменьшаются по мере удаления от трубы в радиальном направлении, обеспечивая направление текучей среды вокруг трубы. Технический результат - создание конструкции профилированного ребра для трубы теплообменника, которая позволяет увеличить теплообмен между воздухом и текучей средой, циркулирующей в трубе, без ухудшения потери напора. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Настоящее изобретение касается трубчатого теплообменника, содержащего трубы с ребрами, в котором трубы проходят в некотором осевом направлении и оборудованы теплообменными ребрами, при этом каждое ребро содержит теплообменную поверхность, которая окружает трубу и проходит в некотором радиальном направлении относительно трубы и выполнена рельефно, образуя желобки, отстоящие друг от друга в радиальном направлении.

Изобретение применяется, в частности, для трубчатого теплообменника, использующего воздух в качестве вспомогательной текучей среды-теплоносителя, такого как устройство типа воздушного охладителя, воздушного конденсатора, воздушного нагревателя или воздушного испарителя, применяемое соответственно для охлаждения, конденсации, нагрева и испарения текучей среды, в частности, в процессах нефтеочистки, на станциях обработки и сжатия газа, в установках сжижения газа, в установках синтеза угля и газа, электрогенерирующих установках, установках регазификации или в любой другой установке обработки текучей среды.

Как правило, такое устройство содержит главный теплообменник, оборудованный пучком труб с наружными ребрами, в которых циркулирует текучая среда, предназначенная для охлаждения, конденсации, нагрева или испарения, а также коллекторы подачи и распределения текучей среды между трубами. В частности, охлаждение текучей среды происходит в трубах с наружными ребрами за счет теплообмена с второй текучей средой, циркулирующей вокруг труб и наружных ребер, в частности, с окружающим воздухом. Для этого циркуляцию или принудительную вентиляцию окружающего воздуха обеспечивают вентиляторы, установленные либо снизу (что называют принудительной тягой), либо сверху (что называют наведенной тягой) труб теплообменника.

Как правило, окружающий воздух нагнетают пульсирующим потоком поперек пучка оребренных труб с относительно низкой фронтальной скоростью, составляющей от 1,5 до 4 метров в секунду (м/с). При таких скоростях и при рассматриваемой геометрической конфигурации (в частности, сечений прохождения воздуха, пространства между двумя ребрами или между двумя смежными трубами) режим потока окружающего воздуха в основном является ламинарным с несколькими локальными завихрениями, что характеризуется относительно слабым теплообменом с наружными ребрами. Зоны теплообменника, в которых происходит наибольший теплообмен, находятся на передних кромках ребер и труб в направлении потока воздуха. Таким образом, учитывая структуру потока и конструкцию теплообменника, зоны труб, находящиеся сзади труб в направлении потока воздуха, практически не используются для теплообмена. Эти зоны, называемые зонами рециркуляции теплообменника, отличаются рециркуляцией воздуха, которая становится причиной потерь напора, и не обеспечивают хорошего охлаждения ребра.

Из патентного документа US-2008023180 известно ребро для трубы воздушного охлаждения, которое содержит рельефную поверхность с выемками или желобками, выполненными путем механической деформации ребер. Такие выемки или желобки позволяют увеличить теплообмен между воздухом и ребром, благодаря созданию завихрений, и одновременно приводят к увеличению потери давления. В частности, на каждом ребре выполнены концентричные желобки 42 с полуцилиндрическим сечением.

Из патентного документа WO 2007/147754 известно также ребро для трубы теплообменника, оборудованной отражателями воздушного потока в виде выступающих поверхностей, которые изменяют структуру воздушного потока, чтобы улучшить теплообмен между воздухом и ребром. Эти поверхности имеют вид прямоугольных или треугольных вырезов в ребре. Однако, поскольку теплообменники чаще всего находятся снаружи, и окружающий воздух не фильтруется, эти вырезы, выполненные в ребре, становятся источником загрязнения по причине попадания в них пыли, насекомых и т.д., которые закупоривают вырезы.

Настоящее изобретение призвано предложить конструкцию профилированного ребра для трубы теплообменника, которая позволяет увеличить теплообмен между воздухом и текучей средой, циркулирующей в трубе, без ухудшения потери напора.

В этой связи, объектом настоящего изобретения является трубчатый теплообменник, содержащий трубы с ребрами, в котором трубы проходят в некотором осевом направлении и оборудованы теплообменными ребрами, при этом каждое ребро содержит теплообменную поверхность, которая окружает трубу и проходит в некотором радиальном направлении относительно трубы и выполнена рельефно, образуя желобки, отстоящие друг от друга в радиальном направлении, и в котором желобки ребра имеют разные размеры, которые уменьшаются по мере удаления от трубы в радиальном направлении, обеспечивая направление текучей среды вокруг трубы.

Основным преимуществом такого ступенчатого выполнения рельефа ребер является то, что оно позволяет лучше направлять воздух сзади труб в радиальном направлении труб (в направлении потока, который поступает на трубы). Используя трубы с наружным ребрами в соответствии с настоящим изобретением, можно существенно уменьшить зону рециркуляции воздуха сзади труб в направлении воздушного потока, которая обычно является большой, когда используют трубы с ребрами без рельефа (с плоским профилем). Таким образом, поверхность в виде ступенчатого рельефа, направляющая воздух сзади труб, позволяет уменьшить зоны рециркуляции, где теплообмен является недостаточным, и, следовательно, использовать наилучшим образом поверхность ребер. Так, при использовании ребра в соответствии с настоящим изобретением выигрыш в термических характеристиках может быть очень большим.

Согласно некоторым отличительным признакам теплообменника в соответствии с настоящим изобретением, желобки ребра могут иметь разные глубину и ширину, которые уменьшаются по мере удаления от трубы в упомянутом радиальном направлении. Желобки ребра могут отстоять друг от друга согласно концентричной схеме или согласно эллиптической схеме. Желобки ребра могут находиться очень близко друг к другу, то есть могут быть прилегающими. Желобки могут находиться на обеих сторонах ребра. Каждое ребро может быть спиралевидно намотано вокруг трубы, или ребра могут быть выполнены в виде диска.

Настоящее изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего подробного описания нескольких вариантов выполнения, представленных в качестве неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный вид в разрезе теплообменника.

Фиг.2 - вид сверху ребра в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - вид в частичном радиальном разрезе по оси III-III фиг.2 трубы с двумя ребрами в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 - вид в частичном радиальном разрезе по оси III-III фиг.2 трубы с двумя ребрами в соответствии с настоящим изобретением согласно другому варианту выполнения.

Фиг.5 - вид сверху ребра в соответствии с настоящим изобретением согласно еще одному варианту выполнения.

Фиг.6 - вид в радиальном разрезе по оси III-III фиг.2 трубы, оборудованной несколькими ребрами в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.7 - вид в радиальном разрезе набора труб с ребрами плоского профиля с показом линий потока в плоскости между двумя ребрами, полученных путем цифрового моделирования.

Фиг.8 - вид в радиальном разрезе набора труб с ребрами в соответствии с настоящим изобретением с показом линий потока, полученных путем цифрового моделирования.

Фиг.9 - график, характеризующий потерю напора в зависимости от фронтальной скорости воздуха, поступающего на ребро в соответствии с настоящим изобретением и на ребро с плоским профилем.

Фиг.10 - график, характеризующий обмениваемую мощность в зависимости от фронтальной скорости воздуха, поступающего на ребро в соответствии с настоящим изобретением и на ребро с плоским профилем.

На фиг.1 показан теплообменник 1, содержащий пучок труб 2 с круглым сечением и с ребрами, расположенными в виде нескольких находящихся друг над другом, по существу, параллельных рядов, проходящих в осевом направлении А, в которых циркулирует предназначенная для охлаждения текучая среда между входом В и выходом С текучей среды и вокруг которых циркулирует пульсирующий поток окружающего воздуха, вытягиваемого снизу вверх в направлении, указанном стрелками D, поперечном к трубам 2, вентиляторами 3, установленными над теплообменником 1. В данном случае циркуляция текучей среды распределена по трем последовательным проходным сечениям или проходам 2а, 2b, 2с, схематично показанным на фиг.1, что позволяет улучшить охлаждение текучей среды. Таким образом, как правило, теплообменник 1 содержит от трех до восьми находящихся друг над другом рядов труб 2, расположенных в шахматном порядке или выровненных линейно относительно направления циркуляции текучей среды в трубах 2, как показано стрелками F.

Трубы 2 оборудованы наружными радиальными кольцевыми ребрами 4, по существу перпендикулярными к трубе 2 и по существу параллельными между собой, способствующими теплообмену между окружающим воздухом и текучей средой, а также позволяющими направлять воздух к задней части труб 2 в осевом направлении, что будет описано ниже. Как правило, наружные ребра 4 позволяют увеличить наружную поверхность теплообмена в 15-25 раз по сравнению с поверхностью аналогичной трубы 2 без ребер. Такое увеличение поверхности позволяет увеличить теплообмен, но приводит также к потерям напора, которые можно компенсировать, в частности, за счет использования сильных вентиляторов 3.

Для большей ясности на фиг.1 показаны несколько ребер 4, отстоящих друг от друга на трубе 2, однако понятно, что ребра 4 предпочтительно расположены вдоль всех труб 2 теплообменника 1. Кроме того, форма и размер наружных ребер 4 могут меняться от одной трубы к другой в пучке труб 2. Внутри пучка труб 2 конфигурация труб 2 с наружными ребрами 4 не обязательно должна быть одинаковой, в частности диаметр труб 2 может меняться.

На фиг.2 вокруг трубы 2 показано ребро 4 в соответствии с настоящим изобретением с радиальной рельефной поверхностью 5, образующей желобки 5а, 5b, 5с, отделенные друг от друга в некотором радиальном направлении Е, по существу, плоским кольцевым участком 8 ребра. Желобки 5а, 5b, 5с ребра 4 имеют разные размеры, которые уменьшаются по мере удаления от трубы 2, чтобы обеспечивать направление окружающего воздушного потока вокруг трубы 2 в осевом направлении А. В частности, желобки 5а, 5b, 5с ребра 4 имеют соответственно глубину р1, р2, р3 с разными значениями в осевом направлении и разную соответствующую ширину l1, l2, l3 в радиальном направлении Е, при этом глубина и ширина желобков уменьшается по мере удаления от трубы 2 от внутреннего края 4b ребра 4, закрепленного на трубе 2, к свободному наружному периферическому краю 4а ребра 4. Как более наглядно показано на фиг.3, самый внутренний желобок 5а является наиболее высоким и наиболее широким из желобков, самый наружный желобок 5с является наименее высоким и наименее широким, и средний желобок 5b имеет промежуточные высоту и ширину.

Предпочтительно число желобков 5а, 5b, 5с на одном ребре 4 составляет от двух до четырех, однако можно добавлять другие желобки в зависимости от назначения. На фиг.3 рельефная поверхность 5 состоит из трех круговых желобков 5а, 5b, 5с, расположенных концентрично и центрованных вокруг трубы 2. Смежные ребра 4 могут иметь концентричные желобки 5а, 5b, 5с, которые выровнены соответственно в осевом направлении (ребра 4 имеют одинаковую рельефную поверхность 4, и, следовательно, желобок 5а, 5b, 5с ребра 4 выровнен в осевом направлении с соответствующим желобком других ребер 4 на трубе 2). Как показано на фиг.3, смежные концентричные желобки 5а, 5b, 5с одного ребра отделены (разделены) в радиальном направлении друг от друга кольцевыми плоскими участками 8 ребра. Эти кольцевые участки 8 могут иметь в радиальном направлении Е одинаковую ширину d1, d2 или разную ширину согласно переменной схеме, при этом значения d1, d2 составляют, например, от 1 до 5 мм. Например, значения ширины участков уменьшаются от трубы 2 к наружному периферическому краю 4А или наоборот. Можно также предусмотреть смежные желобки, прилегающие друг к другу, и в этом случае ширина участков 8 разделения является очень незначительной (меньше 1 мм).

Для упрощения изготовления труба 2 имеет ребра 4 одинаковой конфигурации по всей своей длине. Однако в теплообменнике 1 можно предусмотреть трубы 2 с разными конфигурациями ребер 4. Например, можно выполнить трубу 2, ребра 4 которой имеют смежные желобки 5а, 5b, 5с, для которых значения ширины d1, d2 разделительного участка 8 увеличиваются к наружному периферическому краю 4А, и смежную трубу 2, ребра 4 которой имеют смежные желобки 5а, 5b, 5с, для которых значения ширины d1, d2 разделительного участка 8, наоборот, уменьшаются к наружному периферическому краю 4А.

На ребре 4, показанном на фиг.3, желобки 5а, 5b, 5с выполнены на одной стороне 4с ребра 4, то есть ориентированы в одном направлении относительно ребра 4. На фиг.4 показан другой вариант выполнения ребра 4 в соответствии с настоящим изобретением, в котором желобки 5d, 5e, 5f ориентированы по обе стороны от ребра 4, то есть они расположены с чередованием на двух противоположных сторонах 4с, 4d ребра 4, что обеспечивает лучшую механическую прочность по сравнению с желобками 5а, 5b, 5с.

На фиг.5 показан еще один вариант выполнения ребра 4 в соответствии с настоящим изобретением, в котором концентричные желобки 5а, 5b, 5с заменены желобками 6а, 6b, 6с, расположенными согласно схеме эллиптической формы 4. Такие эллиптические желобки 6а, 6b, 6с позволяют лучше использовать направление воздуха желобками и одновременно ограничивать увеличение соответствующей потери напора. Преимуществом этого решения является повышение эффективности при аналогичных условиях использования, то есть при одинаковой скорости и одинаковой потере напора.

Наружные ребра 4 можно выполнить из алюминиевого листа 7 или из листа другого теплопроводящего материала, намотанного спиралевидно в осевом направлении А вокруг каждой трубы 2, как схематично показано на фиг.6. Следует отметить, что в данном случае ребра 4 имеют небольшой наклон относительно трубы 2 и направления А, что показано стрелкой 4е, и этот наклон является незначительным, поскольку ребра 4 находятся очень близко друг к другу, то есть можно считать, что ребра 4 являются почти перпендикулярными к трубе 2. Можно также выполнить трубу 4 с ребрами 4, более наклоненными относительно осевого направления А трубы 2. Другим способом выполнения наружного ребра 4 является формование при помощи ряда вращающихся дисков. Соединение ребра 4 и трубы 2 можно осуществить, например, либо путем посадки ребра 4, например, в паз (не показан), предварительно выполненный на периферии трубы 2, либо путем наматывания ребра 4, в основании которого производят сгибание, затем запрессовку на трубе 2, например содержащей накатку. Ребро 4 можно также выполнить формованием или деформацией дополнительной алюминиевой трубы, которая закрывает трубу 2. Ребро 4 можно также выполнить при помощи набора дисков.

Как показано на фиг.3, ребро 4 имеет толщину, которая уменьшается по мере удаления от трубы, начиная от внутреннего края 4b ребра 4, к его наружному краю 4а. Предпочтительно толщина е1 ребра 4 на его наружном крае 4а может составлять приблизительно от 0,15 до 0,4 миллиметра (мм), а толщина е2 ребра 4 на его внутреннем крае 4b может составлять приблизительно от 0,1 до 1 мм.

Желобки 5а, 5b, 5с имеют соответствующую глубину р1, р2, р3, составляющую приблизительно от 0,4 до 1,5 мм, а также соответствующую ширину l1, l2, l3 в основании желобка, составляющую приблизительно от 1 до 4 мм, при этом желобки 5а, 5b, 5с имеют разную высоту и ширину, что позволяет получить ступенчатый рельеф, понижающийся по мере удаления от трубы 2, то есть p1>p2>p3 и l1>l2>l3.

Ребро 4 в соответствии с настоящим изобретением имеет длину Н приблизительно от 10 до 20 мм и предпочтительно приблизительно от 12 до 18 мм. Шаг Р между двумя последовательными ребрами вдоль трубы 2 составляет приблизительно от 2,2 до 3,5 мм и предпочтительно приблизительно от 2,5 до 3,2 мм, как правило, меньший классического промежутка между двумя последовательными ребрами с плоским профилем.

Как правило, теплообменник 1 содержит пучок труб 2, опирающийся на стальную конструкцию (не показана) и состоящий приблизительно из 50-300 труб 2 диаметром приблизительно от 15 миллиметров до 55 миллиметров, при этом ширина теплообменника 1 составляет от 0,3 метра до 5 метров, а его длина составляет от 8 метров до 18 метров.

Трубы 2 можно выполнять из стали, например из нержавеющей стали, или из углеродистой стали, или из высоколегированной стали, такой как Incoloy, при этом выбор материала труб 2 зависит от транспортируемой текучей среды, которая может быть агрессивной, и от условий работы. Как правило, наружные ребра 4 можно выполнять из алюминия, а также из нержавеющего материала или из любого другого теплопроводящего материала.

На фиг.7 и 8 показаны линии потока (полученные путем цифрового моделирования) окружающего воздуха, циркулирующего в направлении D вокруг нескольких труб 2 теплообменника 1 в плоскости М, по существу перпендикулярной к трубам 2 и находящейся в центре между двумя соседними ребрами 4, как показано на фиг.1 и 3. В частности, на фиг.7 показан случай ребра с плоским профилем, а на фиг.8 показан случай ребра 4 в соответствии с настоящим изобретением, содержащего концентричные желобки 5а, 5b, 5с. Как показано на фиг.7, зона рециркуляции Z1 текучей среды находится сзади труб 2 в направлении потока D воздуха, в которой теплообмен происходит плохо. С другой стороны, на фиг.8 показано очень сильное уменьшение рециркуляции текучей среды в зоне Z2, находящейся сзади труб 2 в направлении потока D воздуха. Это происходит благодаря желобкам 5а, 5b, 5с ребра 4, которые направляют воздушный поток к задней стороне труб 2 в осевом направлении, что позволяет уменьшить зоны с плохим теплообменом и, следовательно, наилучшим образом использовать ребра 4.

На фиг.9 показана потеря напора в зависимости от фронтальной скорости воздуха, поступающего на трубы 2, для труб 2 с ребрами плоского профиля (кривая 9А) и для труб 2 с ребрами в соответствии с настоящим изобретением (кривая 9В). В целом, отмечается увеличение потери напора, вызываемое рельефной поверхностью 5 или желобками 5а, 5b, 5с ребер 4. Это увеличение потери напора можно компенсировать путем удаления ребер 4 относительно друг друга вдоль трубы 2. Для этих и последующих вычислений шаг Р между двумя последовательными ребрами является, таким образом, разным в зависимости от того, является поверхность ребер рельефной или нет: 2,54 мм в случае ребра с плоским профилем и 3 мм для ребра в соответствии с настоящим изобретением с концентричными желобками 5а, 5b, 5с. Таким образом, как показано на фиг.9, увеличение потери напора по причине рельефа поверхности 5 остается очень небольшим.

На фиг.10 показана обмениваемая мощность в зависимости от фронтальной скорости воздуха, поступающего на трубы 2, для труб 2 с ребрами плоского профиля (кривая 10А) и для труб 2 с ребрами в соответствии с настоящим изобретением с концентричными желобками 5а, 5b, 5с (кривая 10В) и для указанных выше шагов Р между ребрами. Обмениваемая мощность теплообменника 1, то есть полученный выигрыш, увеличивается примерно на 10-25% в зависимости от фронтальной скорости воздуха, что соответствует повышению эффективности на единицу длины от 2 до 10%.

Кроме того, выполнение ребер 4 с промежутками вдоль трубы позволяет уменьшить количество материала для выполнения ребер, что компенсирует увеличение количества материала для выполнения рельефной поверхности 5 на ребре 4 при изменении поверхности ребра и уменьшает количество используемого материала с экономией порядка 3-6% на метр.

1. Трубчатый теплообменник (1), содержащий трубы (2) с ребрами, в котором трубы проходят в некотором осевом направлении (А) и оборудованы теплообменными ребрами (4), при этом каждое ребро содержит поверхность теплообмена, которая окружает трубу и проходит в некотором радиальном направлении (Е) относительно трубы и выполнена рельефно, образуя желобки (5а, 5b, 5с; 6а, 6b, 6с), отстоящие друг от друга в радиальном направлении, отличающийся тем, что желобки ребра имеют разные размеры, которые уменьшаются по мере удаления от трубы в радиальном направлении, обеспечивая направление текучей среды вокруг трубы.

2. Теплообменник по п.1, в котором желобки ребра имеют разную глубину и ширину, которые уменьшаются по мере удаления от трубы в упомянутом радиальном направлении.

3. Теплообменник по п.1, в котором каждое ребро имеет толщину, которая уменьшается по мере удаления от трубы в упомянутом радиальном направлении.

4. Теплообменник по п.1, в котором желобки ребра отстоят друг от друга согласно концентричной схеме.

5. Теплообменник по п.1, в котором желобки ребра отстоят друг от друга согласно эллиптической схеме.

6. Теплообменник по п.1, в котором желобки ребра отстоят друг от друга, прилегая друг к другу.

7. Теплообменник по п.1, в котором каждое ребро содержит две противоположные стороны (4с, 4d), которые служат поверхностями теплообмена, при этом упомянутые желобки находятся на обеих сторонах ребра.

8. Теплообменник по одному из пп.1-7, в котором каждая труба оборудована теплообменным ребром, спиралевидно намотанным вокруг трубы.

9. Теплообменник по одному из пп.1-7, в котором каждая труба оборудована ребрами, выполненными в виде диска.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции теплообменника, в частности к теплообменнику металлическому системы отопления помещения. Теплообменник содержит трубопровод в виде стенки сквозной полости с внешней поверхностью, концевыми участками, а также внешние элементы теплопередачи, которые закреплены к одному концевому участку.

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий и может быть использовано при изготовлении теплообменника металлического системы отопления помещения.

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности к способу изготовления теплообменника металлического системы отопления.

Изобретение относится к конструкции элементов системы отопления помещения, в частности к теплообменнику металлическому, и может быть использовано при изготовлении системы отопления помещения.

Изобретение относится к области теплотехники и предназначено для использования в теплообменном оборудовании микрогазотурбинных двигателей (µГТД). .

Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам нагрева-охлаждения циркулирующих потоков жидкости или газа и может найти применение в энергетической, химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при производстве оребренных труб для теплообменных аппаратов. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в устройствах косвенного теплообмена. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при производстве оребренных труб. .

Изобретение относится к энергетике. Теплообменная труба, у которой канал выполнен с выступами и канавками, причем канал выполнен с геометрическими соотношениями: h/Д=0,03, l1=(90-100)/h, l2=(90-100)h, где h - высота выступа, мм, Д - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм, l1 - длина выступа, мм, l2 - длина канавки, мм. Изобретение позволяет повысить энергетическую эффективность за счет снижения гидросопротивления. 4 ил., 1 табл.

Теплообменник содержит корпус с первым и вторым каналами для теплоносителей и сферические теплопередающие элементы, размещенные в сферических лунках. Каналы разделены теплопередающей поверхностью, входными и выходными патрубками первого канала, входными и выходными патрубками второго канала. Сферические теплопередающие элементы размещены в сферических лунках на теплопередающей поверхности и на внутренней поверхности корпуса. Изобретение позволяет улучшить теплоотдачу от разделяющей каналы теплообменника теплопередающей поверхности. 2 ил.

Заявленное изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сельского и коммунального хозяйств. Теплообменник типа труба в трубе для жидких и газообразных сред, содержащий концентрично расположенные в цилиндрическом корпусе теплообменную трубу и наружный турбулизатор, делящий межтрубное пространство на входную и выходную полости. На поверхности турбулизатора выполнены отверстия, служащие вводом среды в полость между теплообменной трубой и наружным турбулизатором. Внутри теплообменной трубы концентрично расположен внутренний турбулизатор, делящий межтрубное пространство на входную и выходную полости и имеющий на поверхности отверстия, служащие вводом среды в полость между теплообменной трубой и внутренним турбулизатором. Использование изобретения позволит интенсифицировать теплообмен за счет практически полного удаления пограничного слоя с наружной и внутренней поверхностей теплопроводной трубы с нагреваемой (или охлаждаемой) средой. Это влечет за собой увеличение коэффициента теплопередачи между теплоносителем и нагреваемой (или охлаждаемой) средой до 10 и более раз, соответствующее этому уменьшение необходимой теплообменной поверхности, длины струйных теплообменников, их массы и габаритных размеров. 2 ил.

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сельского и коммунального хозяйств. Теплообменник типа «труба в трубе», во внутренней трубе и в межтрубном пространстве которого установлены винтовые вставки. Внутреннее пространство внутренней трубы и межтрубное пространство между внутренней и наружной трубами представляют из себя винтовые полости, образованные стенками труб и винтовыми вставками. Винтовые вставки установлены таким образом, что внутренняя винтовая вставка соединена преимущественно с помощью сварки или пайки с внутренней поверхностью внутренней трубы. Винтовая вставка в межтрубном пространстве соединена таким же образом с наружной поверхностью внутренней трубы и с внутренней поверхностью наружной трубы. Материалы внутренней трубы, винтовых вставок и мест стыков винтовых вставок со стенками внутренней трубы должны иметь минимальное термическое сопротивление. Потоки жидких или газообразных сред во внутренней трубе и в межтрубном пространстве протекают по винтовым спиралям. Изобретение позволяет сократить длину теплообменников «труба в трубе» до десяти и более раз и уменьшить массу и габаритные размеры теплообменника. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на транспорте, в химической технологии и других отраслях техники. В теплообменной трубе, канал которой выполнен с выступами и канавками, согласно заявляемому изобретению, канал образован гладкими участками трубы и узкими канавками с геометрическими соотношениями: h/D=0.1, (t-l)/h=1, l/h<(3-5), где h - высота выступа, мм, D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм, t - длина типового участка канала с выступом и канавкой, мм, l - длина канавки, мм. Технический результат - использование предлагаемой теплообменной трубы позволит в 2,5-4 раза уменьшить расход энергии на прокачивание теплоносителей через теплообменный аппарат (ТА), по сравнению с гладкотрубным теплообменным аппаратом, за счет снижения гидросопротивления. 4 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на транспорте, в химической технологии и других отраслях техники. В теплообменной трубе канал образован гладкими участками трубы и выступами, при этом выступы выполнены с дополнительным интенсификатором теплообмена в виде дискретных канавок, поперечных к потоку, причем канал выполнен с геометрическими соотношениями: l2=(90-100)h; l1=(90-100)h; l'/l1=0,05; h/D=0.03, где l2 - длина канавки, мм; l1 - длина выступа, мм; l' - длина участка выступа между неглубокими канавками, мм; h - высота выступа, мм; D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм. Технический результат - повышение энергетической эффективности за счет снижения гидросопротивления. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к гелиотехнике, и может использоваться в солнечных коллекторах, предназначенных для нагрева воды от солнечного излучения. Для реализации этого процесса теплообменная панель с поглощающим покрытием помещается в теплоизолированный корпус со стеклом, через которое солнечный свет падает на поверхность этой панели, нагревает ее и прикрепленную к ней трубку с теплоносителем, по которой нагретый теплоноситель поступает в накопитель потребителя. Теплообменная панель и способ ее сборки содержит элементы из алюминиевых профилей со вставленной в их каналы трубкой теплоносителя, причем плоская поверхность алюминиевого профиля теплообменной панели изготовлена с V-образными продольными каналами шириной и глубиной 0,5 мм с шагом между центрами в 10 мм и покрыта жаропрочной нитрокраской, разведенной растворителем, а элементы алюминиевого профиля выполнены по противоположным краям с кромками, которые при стыковке одного элемента с другим образуют замкнутый контур вокруг трубки теплоносителя, являясь частью теплопроводящего сечения панели, и обжимают ее за счет некоторого конструктивно заданного натяга. Циркуляция теплоносителя по контуру позволяет накапливать горячую воду за счет охлаждения теплообменной панели. Для максимальной производительности этого процесса необходимо, чтобы теплообменная панель обладала минимальной теплоемкостью, но вместе с тем максимально быстро передавала тепло теплоносителю. В предлагаемом изобретении это реализуется путем изготовления теплообменной панели из материала с хорошей теплопроводностью - алюминия - и оптимизацией конструкции теплопроводящего сечения панели для наилучшего теплового контакта с трубкой теплоносителя. В этом случае профиль не имеет никаких дополнительных поверхностей, не участвующих в процессе теплопередачи. Вместе с тем обеспечивается максимальная теплопередача на трубку теплоносителя за счет плотного ее охвата одной стороной профиля и замыкания ее другой стороной с обеспечением необходимого поджима. 4 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении бойлерных труб. Способ изготовления бойлерных труб с различной ребристой внутренней поверхностью заключается в том, что рассчитанный по размерам шпиндель с каналом, имеющим заданную форму внешней поверхности, выполняют с навивкой в канал проволокообразного элемента, формирующего на нем обратное изображение заданной структуры ребристости трубы. На внешнюю поверхность проволокообразного элемента наносят паяльную металлическую пасту и шпиндель вводят в трубу. Проволокообразный элемент, для обеспечения его адаптации к внутренней поверхности трубы, освобождают от шпинделя и нагревают трубу до температуры плавления паяльной металлической пасты для соединения проволокообразного элемента с внутренней поверхностью трубы, и затем трубу охлаждают. Технический результат - упрощение формирования, введения и закрепления ребер внутри трубы. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к холодильному контуру. Сущность изобретения: холодильный контур (3) для бытовой техники, в частности бытовой техники для охлаждения, такой как холодильники и морозильники, включает первый теплообменник (5), выполненный с возможностью гидравлического сообщения с компрессором (4), обеспечивающий охлаждение проходящей через него охлаждающей текучей среды и ее переход по существу в жидкую фазу. Также он включает второй теплообменник (7), гидравлически сообщающийся с указанным первым теплообменником (5) и действующий в пространстве (2), подлежащем охлаждению. Второй теплообменник (7) обеспечивает частичный переход охлаждающей текучей среды в газообразную фазу с поглощением тепла, посредством чего охлаждается указанное пространство (2). Охлаждающая текучая среда циркулирует от первого теплообменника (5) ко второму теплообменнику (7) и, таким образом, поступает в компрессор (4) для следующего цикла. Капиллярное устройство (6), расположенное между первым теплообменником (5) и вторым (7) теплообменником, для расширения указанной охлаждающей текучей среды. Один из указанных первого теплообменника (5) и второго теплообменника (7) включает гибкую трубу (9), причем участок указанной трубы (9) имеет такой гофрированный профиль, который придает ей гибкость, и указанная труба (9) в сечении включает слой (100) из пластмассы и слой (101), включающий металлический материал. Металлический слой (101) соединен со слоем пластмассы, а указанный металлический материал выполнен с возможностью образования барьера против влаги. Указанный слой (100) из пластмассы представляет собой слой, конструкционное назначение которого состоит в сохранении формы трубы (9), и предпочтительно изготовлен из термопластичного материала. Металлический слой (101) является гибким, не выполняет функции опорной конструкции и включает однослойную металлическую пленку или многослойную пленку, включающую одну или несколько металлических пленок, соединенных или не соединенных со слоем материала, выполненного с возможностью сохранения формы. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности теплообмена и обеспечение водонепроницаемости. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 27 ил., 1 табл.

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах с оребренными трубами. В теплообменном аппарате оребренная теплообменная труба диаметром d выполнена серпантинообразной с внешним диаметром оребрения D и толщиной ребер L1, расположенных на расстоянии L2 друг от друга, при этом амплитуда серпантина A по внешнему диаметру оребрения составляет не менее A = D × ( 2 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) период волны серпантина P не менее P = 2 D × ( 1 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) Технический результат: интенсификация теплообмена за счет турбулизации потока, проходящего внутри оребренных серпантинообразных труб, и увеличение площади теплообмена аппарата. 22 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.
Наверх