Теплообменная труба


 


Владельцы патента RU 2543586:

Брянский Павел Николаевич (RU)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Теплообменная труба, в которой канавки глубиной 0,3H до 0,5H, где H - толщина стенки трубы, нанесенные с шагом на наружной поверхности трубы и соответствующие им выступы на внутренней поверхности трубы, выполнены по винтовой линии с шагом, который находится в диапазоне от D до 8D, где D - наружный диаметр трубы. В винтовых канавках располагается оребрение, выполненное из проволоки с внедрением во внутреннее пространство трубы с шагом от 2D до 16D под прямым углом к оси трубы. Технический результат - повышение теплообмена. 1 ил.

 

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

Известна теплообменная труба, снабженная на внешней поверхности профилированными канавками, а на внутренней поверхности - ответными плавно очерченными выступами, нанесенными с определенным шагом, шириной и глубиной (1).

Основным недостатком известного устройства является относительно невысокая степень интенсификации теплообмена при росте гидравлического сопротивления.

Известна теплообменная труба, выбранная в качестве прототипа, в которой на наружную поверхность трубы наносятся канавки с образованием соответствующих им выступов на внутренней поверхности трубы, причем канавки выполнены по винтовой линии с переменным шагом, который находится в диапазоне от 0,25 D до 0,75 D, где D - внутренний диаметр гладкой части трубы. При этом период изменения шага находится в диапазоне от 5 D до 15 D (2).

Недостатком данной трубы является создание дополнительного гидравлического сопротивления при обмывании теплоносителем наружной поверхности трубы в месте расположения канавок, а также понижение прочности внутренней поверхности трубы на выступах.

Целью заявленного устройства является повышение интенсификации теплообмена, при одновременном повышении прочности теплообменной трубы, снабженной винтовыми канавками с дополнительным оребрением, расположенным внутри этих канавок.

Поставленная цель достигается тем, что канавки глубиной от 0,3 H до 0,5 H, где H - толщина стенки трубы, нанесенные с шагом на наружной поверхности трубы и соответствующие им выступы на внутренней поверхности трубы, выполнены по винтовой линии с шагом, который находится в диапазоне от 1 D до 8 D, где D - наружный диаметр трубы. В винтовых канавках располагается оребрение, выполненное из проволоки с внедрением во внутреннее пространство трубы с шагом от 2 D до 16 D под прямым углом к оси трубы.

Выполненное оребрение канавки по винтовой линии изменяет ее влияние на прочность теплообменной трубы: если винтовая канавка представляла собой местное ослабление прочности трубы, то винтовая канавка совместно с оребрением, придает трубе дополнительную прочность и одновременно бόльшую устойчивость к гидродинамическим колебаниям.

Заявленные диапазоны подобраны экспериментальным путем. При уменьшении шага винтовой линии менее D и шага внедрения оребрения во внутреннее пространство трубы менее 2D произойдет прирост гидравлического сопротивления, что потребует увеличения энергии на прохождение теплоносителя. При увеличении шага винтовой линии более 8D и шага внедрения оребрения во внутреннее пространство трубы более 16D не будет достигнут желаемый технический результат в части повышения интенсификации теплообмена. При увеличении глубины канавки более 0,5H возможно повреждение сплошности трубы. При уменьшении глубины канавки менее 0,3H на внутренней поверхности трубы не будет достигнут необходимый турбулентный поток.

Наличие оребрения в канавках с внедрением во внутреннее пространство трубы обеспечивает равномерное рассеивание центрального турбулизирующего потока в направлении внутренней поверхности трубы и дополнительно увеличивает теплопередачу от теплоносителя к оребрению при одновременно умеренном росте гидравлического сопротивления. Оребрение изготавливается из проволоки с коэффициентом теплопроводности, превышающим коэффициент теплопроводности материала теплообменной трубы. Нанесение оребрения в винтовые канавки осуществляется горячекатаным способом, вследствие чего восстанавливается сплошность наружной поверхности трубы в канавках и увеличивается ее надежность. Внедрение оребрения во внутреннее пространство трубы осуществляется с изменением угла наклона относительно оси трубы в 90°.

На фиг.1 представлена заявляемая теплообменная труба (поз.1 теплообменная труба, поз.2 - оребрение с внедрением во внутреннее пространство теплообменной трубы).

Теплообменная труба работает следующим образом.

Один из теплоносителей движется снаружи трубы. При его прохождении над оребрением в канавках образуются завихрения, турбулизирующие пристенный ламинарный подслой теплоносителя, что способствует росту коэффициента теплоотдачи от этого теплоносителя к стенке трубы.

Вторичный теплоноситель движется внутри трубы и при его прохождении через винтовые выступы оребрения во внутреннем пространстве трубы возникают завихрения, разрушающие пристенный ламинарный подслой, что интенсифицирует теплообмен между греющей и нагреваемой средами.

Заявленная теплообменная труба была применена в теплообменном аппарате для нагрева воды в системе горячего водоснабжения. Предложенная теплообменная труба позволила увеличить тепловую эффективность теплообменного аппарата на 12 %, увеличить прочность и надежность трубы при умеренном росте гидравлического сопротивления.

Источники информации

1. Патент РФ № 2221976, кл. F28F 1/42.

2. Патент РФ № 2197693, кл. F28F 1/42.

Теплообменная труба, содержащая канавки, выполненные по винтовой линии на ее наружной поверхности, и соответствующие им выступы на внутренней поверхности трубы, отличающаяся тем, что в канавках, выполненных по винтовой линии с шагом от D до 8D, расположено оребрение из проволоки с внедрением ее во внутреннее пространство трубы с шагом от 2D до 16D под прямым углом к оси трубы, где D - наружный диаметр трубы, при этом канавки выполнены глубиной 0,3Н до 0,5Н, где H - толщина стенки трубы.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к гелиотехнике, и может использоваться в солнечных коллекторах, предназначенных для нагрева воды от солнечного излучения.

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.

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.

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.

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.

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.

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 предназначено для применения на транспорте и относится к охлаждающим устройствам работающего оборудования дизельных локомотивов. Радиатор сотового типа для охлаждения масла и воды состоит из охлаждающих трубок круглого сечения с шестигранными основаниями, расположенными горизонтально по направлению движения тепловоза для обеспечения прохождения воздуха по трубке, при этом в охлаждающие трубки круглого сечения впаиваются турбулизирующие вставки, причем толщина пластины турбулизирующей вставки уменьшается от края трубки к ее центру. Форма боковых стенок корпуса радиатора изменена в форме волны таким образом, чтобы один радиатор по волне входил в другой, с возможностью добавления в габаритные параметры радиатора дополнительных трубок. Изобретение обеспечивает увеличение площади радиатора, омываемой воздухом, и улучшение габаритных показателей радиатора при сотовом расположении вставок. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам распределения воды градирен систем оборотного водоснабжения электростанций и промышленных предприятий. Водораспределительное устройство для башенной градирни содержит две идентичные рядом расположенные плоские водоразбрызгивающие секции, причем каждая водоразбрызгивающая секция подключена к своему водоподводящему трубопроводу посредством водоподводящих стояков, каждый из которых на выходе подключен к своему горизонтальному водораспределительному трубопроводу в средней его части, причем последние установлены параллельно друг другу и сообщены с системой параллельных водораздающих трубопроводов, на которых установлены водоразбрызгивающие сопла, равномерно распределенные вдоль водораздающих трубопроводов, диаметр проходного сечения водораспределительных трубопроводов ступенчато уменьшается в направлении от места подключения к водоподводящему стояку, при этом водоразбрызгивающие секции расположены симметрично относительно вертикальной оси градирни, каждая секция снабжена одним водоподводящим стояком, стояки секций расположены параллельно друг другу вдоль вертикальной оси градирни, водораспределительные трубопроводы расположены вдоль диаметра вписанной окружности поперечного сечения градирни, к водораспределительным трубопроводам подключены параллельные друг другу водоотводящие трубопроводы, посредством которых водораспределительные трубопроводы сообщены с водораздающими трубопроводами, водоотводящие трубопроводы выполнены ступенчато сужающимися в направлении от водораздающего трубопровода к стенке градирни и расположены перпендикулярно водораспределительным трубопроводам, концевые участки водоотводящих трубопроводов каждой секции сообщены между собой периферийными трубопроводами, расположенными вдоль вписанной окружности поперечного сечения градирни, а водоразбрызгивающие сопла смежных водораздающих трубопроводов расположены в шахматном порядке относительно друг друга. В результате достигается повышение эффективности распределения воды между водоразбрызгивающими секциями и по перечному сечению градирни башенного типа и за счет этого повышение эффективности охлаждения воды. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении теплообменников. Теплообменник из оребренных трубок включает в себя множество параллельно расположенных теплообменных трубок 10 и множество листообразных ребер 1, предусмотренных ортогонально теплообменным трубкам 10, причем каждая из теплообменных трубок находится в контакте с фланцами ребер листообразных ребер и вкладывается вдоль фланцев ребер. Каждый фланец 2 ребра выполнен так, что предусмотрен изгиб на каждом из обратно выступающего участка 3 и корневого участка 4 фланца 2 ребра, и плоский промежуточный участок 5 выполнен между изгибами. Толщина Tw1 обратно выступающего участка 3 меньше, чем толщина Tw2 корневого участка 4. Радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 больше, чем радиус R2 изгиба корневого участка 4, и соотношение (Tw1/R1) радиуса R1 и толщины Tw1 изгиба обратно выступающего участка 3 равно половине или более соотношения (Tw2/R2) радиуса R2 и толщины Tw2 изгиба корневого участка 4. Технический результат - снижение сопротивления термического контакта между теплообменными трубками и фланцами ребер. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для соединения трубы с пластинами теплообменника. В способе соединения трубы с пластинами теплообменника, пластины, имеющие воротнички, располагают на трубе, подают в трубу рабочее тело под давлением, увеличивают давление в трубе и ее диаметр. Между угловой зоной воротничка каждой пластины и трубой устанавливают зазор больший, чем зазор между трубой и концевой зоной воротничка. Изгибают стенкой трубы воротничок каждой пластины в сторону периферийной части пластины, увеличивают концевую зону воротничка, осаживают ее на трубе до момента плотного контакта угловой зоны воротничка с трубой. Продолжают повышать давление в трубе до момента фиксации заданной плотности угловой зоны воротничка каждой пластины с трубой и после этого давление в трубе сбрасывают. В изобретении представлены три варианта выполнения пластины теплообменника указанным способом. Технический результат - уменьшение энергоемкости изготовления теплообменника и повышение его эффективности. 4 н. п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к теплообменной трубе и к способу ее изготовления, при этом теплообмен осуществляется между потоком текучей среды, проходящим внутри трубы, и текучей средой снаружи этой трубы. В частности, происходит активизация текучей среды внутри трубы, благодаря чему увеличивается объем ее взаимодействия и повышается эффективность теплообмена. В дополнение к этому, упрощено изготовление теплообменной трубы при улучшении характеристик сцепления и уплотнения между поверхностями внешней трубы и помещаемого внутрь внешней трубы объекта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для утилизации тепла. Проточный кожухотрубный теплообменник для жидких и газообразных сред цилиндрической формы с соосными патрубками по торцам для входа и выхода основной нагревающей или охлаждаемой среды, с однорядным расположением профильных труб вдоль боковой цилиндрической поверхности, с вводом и выводом нагреваемой или охлаждающей среды через отверстия по кольцевым окружностям торцов между боковой стенкой теплообменника и патрубком, являющимися элементами трубной доски, при этом теплообменные трубы по основной длине имеют сечение клиновидной формы, обращенные острыми углами к центральной оси, тем самым равномерно заполняя теплообменник, и к местам ввода и вывода нагреваемой или охлаждающей среды сечение труб уменьшается до возможности их присоединения к отверстиям в кольцевых торцах теплообменника. Это позволяет уменьшить неравномерность распределения межтрубной среды, а следовательно, повысить эффективность теплообмена. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к крекинговой печи для получения этилена, содержащей: по крайней мере одну радиантную секцию, которая снабжена донной горелкой и/или боковой горелкой и по крайней мере одним набором радиантных змеевиков, размещенным в радиантной секции в продольном направлении. При этом радиантный змеевик представляет собой по крайней мере двухпроходный змеевик, имеющий структуру типа N-1, где N - натуральное число от 2 до 8, и коллектор, имеющий форму обращенной Y-образной трубы или трубы в виде ладони, имеющей N входов, где N равно 2 или 4, и один выход, и расположенный на входе нижней по течению трубы упомянутого по крайней мере двухпроходного змеевика, и выходной конец каждой верхней по течению трубы упомянутого по крайней мере двухпроходного змеевика подсоединен к коллектору через изогнутый соединитель. Причем каждый изогнутый соединитель содержит U-образное колено и S-образное колено, где одно колено подсоединено к выходу соответствующей верхней по течению трубы, а другое колено подсоединено к входу коллектора. Устройство по настоящему изобретению может эффективно снизить влияние разницы в расширении между верхними по течению трубами и нижними по течению трубами, снижая тем самым вызванные им напряжения. В результате устраняется изгиб радиантного змеевика, что ведет к увеличению срока его службы. 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области теплообменных аппаратов, в частности к системам охлаждения электрогенераторов вспомогательных газотурбинных силовых установок, применяемым в авиационных двигателях, а также в стационарных мини-электростанциях. Предлагаемое устройство содержит корпус с кольцевым спиральным каналом, в котором выполнены продольные перегородки с пазами, причем на поверхности пазов в продольных перегородках выполнены канавки. Технический результат - увеличение эффективности охлаждения, надежности и ресурса работы устройства с кольцевым спиральным каналом, в котором протекает охлаждающий теплоноситель. 1 з.п ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. В теплообменной трубе со скругленными выемками на наружной поверхности и соответствующими им скругленными выступами высотой h на внутренней поверхности, которые нанесены с шагом S, скругленные выемки на наружной поверхности и соответствующие им скругленные выступы на внутренней поверхности имеют угловой размер, равный 90°, и расположены на противоположных сторонах трубы, при этом повернутые на 90° скругленные выступы и выемки нанесены с шагом S/2, причем труба выполнена с геометрическими соотношениями: S=1∗D, h=0,1∗D, где S - шаг между скругленными выемками, мм; h - высота скругленного выступа, мм; D - наружный диаметр теплообменной трубы, мм. Техническим результат - снижение энергетических затрат на прокачку теплоносителя за счет снижения гидросопротивления, а также увеличение прочности и надежности трубы. 2 ил.
Наверх