Теплообменник

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в энергетике и транспорте. Теплообменник содержит две концентрически расположенные трубы, в межтрубном пространстве которых, вблизи внешней поверхности внутренней трубы находятся пластины, согнутые в виде элементов трубы с чередующимися просечными отверстиями, расположенными друг за другом, причем отогнутые элементы просечной перфорированной поверхности в форме лепестков расположены под углом к направлению движущегося потока теплоносителя, таким образом, что происходит захват части движущегося потока теплоносителя и его перенаправление во внутреннюю зону между перфорированными просечными пластинами и внешней поверхностью внутренней трубы. Технический результат - увеличение эффективности теплоотдачи за счет изменения направления движения холодных вязких слоев теплоносителя в область разогретой поверхности внутренней трубы теплообменника. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к теплообменным устройствам, а точнее к теплообменным аппаратам типа труба в трубе, и может быть использовано в энергетике и транспорте.

Известны теплообменники, содержащие наружную трубу для первого теплоносителя с патрубками входа и выхода и замкнутыми на торцах, внутреннюю трубу для второго теплоносителя, также содержащую патрубки для входа и выхода (см. патент на полезную модель №125319, класс МПК F28D 71/10 RU), в котором первый теплоноситель движется внутри кольцевого канала, образованного наружной трубой и внутренней трубой.

Известен струйный теплообменник, в котором в межтрубном пространстве имеется цилиндрическая перфорированная круглыми отверстиями вставка к поверхности теплообмена (см. патент RU 2502930), через отверстия которой происходит ввод теплоносителя. Однако он имеет недостаток в виде низкой эффективности из-за большого гидравлического сопротивления вследствие того, что весь поток теплоносителя пропускается через малые отверстия в перфорированной вставке.

Известны также теплообменные трубы, содержащие вставки, увеличивающие теплоотдачу от горячей стенки трубы к теплоносителю (см. патент RU 2111432 F28F 1/40, F28F 1/08).

Известен теплообменник типа труба в трубе, в котором во внутренней трубе и в межтрубном пространстве имеются винтовые вставки, при этом потоки теплоносителя двигаются по винтовым спиралям (см. патент RU 2502931). Эффективность данного теплообменника определяется длиной пути прохождения теплоносителя в контакте с теплообменной поверхностью.

Указанные теплообменники имеют общие недостатки, заключающиеся в следующем. При протекании жидкости вдоль нагретой поверхности внутренней трубы, температура в пограничном слое потока теплоносителя увеличивается. Вследствие этого изменяются характеристики теплоносителя, в частности изменяется вязкость теплоносителя. Это в свою очередь влияет на характер движения теплоносителя и коэффициент теплоотдачи. Таким образом, вблизи стенки движется поток с пониженной вязкостью, а в центральной и периферийной областях потока теплоносителя образуются зоны с повышенной вязкостью и более низкой температурой. При этом уменьшается эффективность теплообменника.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообменника путем увеличения степени перемешивания теплоносителя, при минимальном гидравлическом сопротивлении.

Поставленная задача решается за счет того, что в предложенном теплообменнике. содержащем две коаксиально расположенные трубы, в межтрубном пространстве расположены с зазором между собой пластины, закрепленные между собой обечайками, выполненные с просечными перфорациями, лепестки которых направлены навстречу двигающемуся теплоносителю.

Коаксиально распложенные пластины с просечными перфорациями в теплообменнике могут быть расположены таким образом, что расстояние между пластинами и внутренней трубой увеличивается по длине теплообменника.

Суммарная площадь перфораций пластин в предложенном теплообменнике может быть равна или меньше суммарной площади зазоров между пластинами.

Ширина пластин с просечными перфорациями и угол наклона лепестков просечных перфораций в заявленном теплообменнике может изменяется по длине теплообменника.

В межтрубном пространстве на обечайках устанавливаются изогнутые пластины по форме внутренней трубы, перфорированные просечными отверстиями, при этом отогнутые лепестки перфораций направлены навстречу набегающему потоку холодного теплоносителя. С помощью этих лепестков холодная часть теплоносителя, имеющего более высокую вязкость, направляется в зону контакта с нагретой поверхностью внутренней трубы. Так как в зоне нагрева вязкость теплоносителя уменьшается, то теплоноситель становится более подвижным, и он вытесняется через щели между пластинами в холодную область потока. Таким образом, происходит постоянное перемешивание потока теплоносителя из периферийной зоны в область контакта с нагретой поверхностью внутренней трубы, что увеличивает эффективность теплообменника.

На Фиг. 1 схематично показан разрез теплообменника. На Фиг. 2 представлен элемент внутренней трубы с прикрепленными перфорированными просечными отверстиями пластинами.

Теплообменник содержит наружную трубу 1, внутри которой концентрично расположена труба 2. В межтрубном пространстве расположены пластины 3 с просечными перфорациями 4, лепестки 5 которых отогнуты навстречу потоку двигающейся жидкости. Пластины 3 скреплены между собой обечайками 6, надетыми на внутреннюю трубу 2. Пластины 3, имеющие кривизну по форме внутренней трубы 2, расположены параллельно друг другу с зазором 7 между собой.

Перфорированные пластины изготавливаются из тонколистовой стали путем проката через вальцы с пуансонами, имеющими пирамидальные выступы. Далее они изгибаются по радиусу, скрепляются с помощью контактной сварки с обечайками. Вся конструкция вставляется внутрь теплообменника в межтрубное пространство.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При движении холодного теплоносителя по кольцевому каналу, образованному внутренней трубой 2 и наружной трубой 1, среда теплоносителя перемещается через перфорации 4 пластин 3, скрепленных обечайками 6, в область нагрева между трубой 2 и пластинами 3. Лепестки 5 просечных перфораций 4 способствуют этому перемещению. Нагреваясь от контакта с поверхностью внутренней трубы 2 с горячим теплоносителем, теплоноситель, находящийся между пластинами 3 и поверхностью внутренней трубы 2, нагревается, изменяет свою вязкость, становится более подвижным и через щели 7 вытесняется в область между пластинами 3 внешней трубы 1, в которой движется теплоноситель с большей вязкостью.

Таким образом, заявленная конструкция теплообменника позволяет интенсифицировать теплоотдачу и более эффективно передавать тепловую энергию от горячего теплоносителя к холодному.

1. Теплообменник, характеризующийся тем, что он содержит две коаксиально расположенные трубы, в межтрубном пространстве которых расположены с зазором между собой пластины, закрепленные между собой обечайками, выполненные с просечными перфорациями, лепестки которых направлены навстречу двигающемуся теплоносителю.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что коаксиально распложенные пластины с просечными перфорациями, расположены таким образом, что расстояние между пластинами и внутренней трубой увеличивается по длине теплообменника.

3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь перфораций равна или меньше суммарной площади зазоров между пластинами.

4. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что ширина пластин с просечными перфорациями изменяется по длине теплообменника.

5. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона лепестков просечных перфораций изменяется по длине теплообменника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплопередающей трубе и крекинг-печи, содержащей такую теплопередающую трубу. Теплопередающая труба содержит закрученную перегородку, расположенную на внутренней стенке трубы, причем закрученная перегородка простирается спирально вдоль осевого направления теплопередающей трубы.

Изобретение относится к теплопередающей трубе и крекинг-печи с использованием теплопередающей трубы. Теплопередающая труба содержит закрученную перегородку, расположенную на внутренней стенке трубы, причем закрученная перегородка простирается спирально вдоль осевого направления теплопередающей трубы.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства. В самоочищающемся кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух, в котором размещен пучок труб, соединенных с трубными решетками, и патрубки ввода и вывода трубной среды, турбулизаторы, размещенные внутри каждой трубы соосно по всей ее длине и представляющие собой металлический прут или проволоку, к которым по всей длине на расстоянии Δ друг от друга прикреплены турбулизирующие элементы, турбулизирующие элементы выполнены в виде лепестков в форме пропеллера или скрутки проволоки, при этом концы прутьев или проволоки прикреплены к опорным стержням, вставленным в пазы между буртиками, прикрепленными к наружной поверхности трубных решеток.

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.

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.

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.

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 области энергетики и может быть использовано в реакторах. .

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.

Опорный элемент и способ для контура криогенной текучей среды, включающий множество отверстий (2, 3), предназначенных для пропускания труб, перемещающих криогенную текучую среду, причем вышеупомянутый опорный элемент (1) включает, по меньшей мере, один тепловой путь (4, 5), образованный между двумя соседними отверстиями (2, 3), причем тепловой путь (4, 5) включает слепое отверстие, причем отверстие (4, 5) ограничивается двумя расположенными на расстоянии друг от друга стенками (14, 24; 15, 25), проходящими между двумя концами в продольном направлении, перпендикулярном плоскости отверстий (2, 3), причем две стенки (14, 24; 15, 25) соединяются друг с другом концевой стенкой (34, 25), причем опорный элемент (1) включает первый набор отверстий (2), который окружен первым тепловым путем (5), и второй набор отверстий (3), причем первый тепловой путь (5) располагается между первым набором отверстий (2) и вторым набором отверстий (3), при этом с первым тепловым путем (5) находятся в термическом и механическом сообщении с одной стороны, все отверстия первого набора отверстий (2) и с другой стороны - все отверстия (3) второго набора отверстий (3).

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в отопительных котлах. У трубы (5) теплообменника отопительного котла (2), имеющей наружную трубу (10), по которой могут протекать уходящие газы топки котла, и которая может быть окружена с наружной стороны греющей водой, и вдвинутую в наружную трубу профильную вставку (11), которая для увеличения внутренней поверхности наружной трубы (10) имеет ребра (14), проходящие в ее продольном направлении (12), и находится в теплопроводящем контакте с наружной трубой (10), первый продольный участок (22) наружной трубы (10) выполнен в виде гладкостенного цилиндра, а второй продольный участок (23) наружной трубы (10) имеет по меньшей мере один элемент (24) для сужения поперечного сечения, сужающий проточное поперечное сечение, при этом профильная вставка (11) распространяется исключительно по первому продольному участку (22) наружной трубы (10).

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в отопительных котлах. У трубы (5) теплообменника отопительного котла (2), имеющей наружную трубу (10), по которой могут протекать уходящие газы топки котла, и которая может быть окружена с наружной стороны греющей водой, и вдвинутую в наружную трубу профильную вставку (11), которая для увеличения внутренней поверхности наружной трубы (10) имеет ребра (14), проходящие в ее продольном направлении (12), и находится в теплопроводящем контакте с наружной трубой (10), первый продольный участок (22) наружной трубы (10) выполнен в виде гладкостенного цилиндра, а второй продольный участок (23) наружной трубы (10) имеет по меньшей мере один элемент (24) для сужения поперечного сечения, сужающий проточное поперечное сечение, при этом профильная вставка (11) распространяется исключительно по первому продольному участку (22) наружной трубы (10).

Изобретение относится к теплообменникам типа «труба в трубе» для проведения теплообменных процессов между теплоносителями с использованием подвижных каналов (вращающихся труб) и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в трубчатых теплообменниках пищевой промышленности. Трубчатое устройство для термообработки содержит некоторое количество труб, расположенных в виде некоторого количества групп.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в кожухотрубных теплообменниках. Работающий на ОГ теплообменник (1), в частности для использования в автомобиле, содержащий, по меньшей мере, один направляющий первую текучую среду первый проточный канал (2), концы которого размещены в трубной доске (3), кожух (4), окружающий первый проточный канал (2), причем кожух (4) имеет входное и выходное отверстия и образует второй проточный канал (10) для второй текучей среды, причем через кожух (4) протекает вторая текучая среда, а первый проточный канал (2) обтекается ею, трубные доски (3) установлены в кожухе (4) так, что первый проточный канал (2) герметизирован от второго проточного канала (10), первый диффузор (5.1), подающий первую текучую среду в первый проточный канал (2), и второй диффузор (5.2), выводящий ее из него.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках, применяемых в различных отраслях техники, в частности в регенеративных теплообменниках газотурбинных установок.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в реакторах реформинга. Проволочная проставка включает в себя участок или сегмент, установленный между внешней трубой реактора и одним или несколькими компонентами реактора, расположенными внутри трубы.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменным аппаратам. Теплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус с патрубками подвода компонента внутрь корпуса и его отвода из корпуса, расположенными во входной и выходной частях корпуса соответственно, теплообменные трубы, установленные внутри корпуса в трубных досках, профилированные крышки с присоединительными фланцами, установленные на торцах корпуса и образующие с трубными досками полости подвода и отвода компонента, подаваемого через теплообменные трубы, внутри каждой теплообменной трубы дополнительно коаксиально установлена внутренняя труба с образованием кольцевого радиального зазора между стенками труб, при этом во входной и выходной частях корпуса теплообменника установлены дополнительные днища, образующие с трубными досками и профилированными крышками полости подвода и отвода компонентов, при этом полость кольцевого радиального зазора между стенками теплообменных и внутренних дополнительных труб соединена с полостью, образованной трубной доской и дополнительным днищем, а полость между профилированной крышкой и дополнительным днищем соединена с полостями внутренних дополнительных трубок и с полостью корпуса.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании и модернизации пластинчатых теплообменников. Матрица пластинчатого теплообменника цилиндрической формы представляет собой систему продольных концентрических кольцевых каналов прямоугольного сечения, образованных чередующимися в радиальном направлении гладкими и расположенными между ними с плотным термическим контактом дистанционирующими пластинами-турбулизаторами с двухсторонними сфероидальными выступами и впадинами с шахматной схемой расположения.

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в энергетике и транспорте. Теплообменник содержит две концентрически расположенные трубы, в межтрубном пространстве которых, вблизи внешней поверхности внутренней трубы находятся пластины, согнутые в виде элементов трубы с чередующимися просечными отверстиями, расположенными друг за другом, причем отогнутые элементы просечной перфорированной поверхности в форме лепестков расположены под углом к направлению движущегося потока теплоносителя, таким образом, что происходит захват части движущегося потока теплоносителя и его перенаправление во внутреннюю зону между перфорированными просечными пластинами и внешней поверхностью внутренней трубы. Технический результат - увеличение эффективности теплоотдачи за счет изменения направления движения холодных вязких слоев теплоносителя в область разогретой поверхности внутренней трубы теплообменника. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх