Способ работы кожухотрубного теплообменника

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИД1!ТЕДЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (11) 566135 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 09.06.75 (21) 2141982/06 г (51) М. Кл, Р 28 Э7/00

F 28 F 13/10 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Ьсударственный ноинтет

ФФИЭТ8 й1нннстроа СССР

N данаю нэсбретеннй

sr вткрытнй (53) УДК 621.565, . 94 (088,8) (43) Опубликовано 25.07.77)Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 24.08.77 (9 2} Авторы изобретения

И. Т. Эльперин, В. Л. Мельцер, T. И. Эльперин . и А. И. Любошиц ((|

Ордена Трудового Красного Знамени институт теплои массообмена им. А. B. Лыкова А; (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАБОТЫ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА о

Изобретение касается вопросов интенсификации теплообмена между газообразным теплоносителем и трубчатой поверхностью теплообмена в кожухотрубных теплообменниках. Оно может быть применено в энергетике, а также в некоторых других отраслях техники. Невысокая интенсивность теплообмена между: газообразным теплоносителем и поверхностью теплообмена в, наиболее распространенных кожухотрубных теплообменниках сдерживает развитие теплоэнергетики, препятствует использованию вторичных энергетических ресурсов и повышению эффективности тенлоиспользующих аппаратов.

Известны способы работы кожухотрубных теплообменников путем подачи газообразной среды к теплообменным рабочим поверхностям (выполнены . в виде полых дисков, объединенных трубчатыми коллекторами) двумя встречными потоками с повоо ротом потоков на 90 и отводом их во взаимно противоположных направлениях через каналы между рабочими лопатками колеса вентилятора, расположенного между дискообраэными поверхностями нагрева fl).

Бель изобретения - интенсификация процесса теплообмена.

0 Это достигается тем, что встречные газовые потоки перед йх поворотом н о

90 приводят в соударение в плоскостях:

7 параллельных к оси пуска и подают их в. импульсном режиме со сдвигом фаз на пол1О периода при амплитуде изменения скоростей потоков 6У, составляющей 0,5-1,0 от их средней скорости, и при частоте пульсаций скорости 9»- вЂ, где g - ширина трубного

«ач пучка вдоль йаправления газового потока.

10 При этом фронт соударения встречных потоков непрерывно перемешается внутри пучка труб от одной крайней трубы пучка до . другой. Для дополнительной интенсифаь кации теплообмена может быть предусмо

20 рен ввод в газовый поток дисперсной среды, твердой или жидкой.

На фиг. 1 схематически изображен ра ботающий по предлагаемому способу теплообменник, продольный разрез„на фиг. 220 то же, план, 566115

Теплообменник содержит патрубок 1, подводящий жидкий теплоноситель через вход-; ной коллектор 2 в трубы 3 пучка, выходной коллектор 4 для отвода жидкого теплоносителя из труб 3 через патрубок 5, подводящие газопроводы 6 и 7 и отводящие газопроводы 8 и 9 и трубопровод 10 отвода отсепарированной жидкой фазы.

Рабочий процесс в теплообменнике протекает следующим образом. Жидкий теплоно- 0 ситель (например, вода) подается в теплообменник по патрубку 1; поступает во входной коллектор 2 и далее распределяется по трубам 3. Из пучка труб 3 после завершения процесса теплообмена теплоноситель 15 поступает в выходной коллектор 4 и далее по патрубку 5 отводится к потребителю.

Газообразный, преимущественно двухфазный, теплоноситель, подается в теплообмено ник по двум встречным соосным газопров<м 2о с . дам 6 и 7, омывает наружную поверхность труб 3 пучка и отводится из теплообмен- . ника по газопроводам 8 и 9. Отсепарированная из газообразного теплоносителя жидкая фаза отводится из теплообменника по трубопроводу 10 и распыляется вновь в потоке газа перед теплообменником. Отходящий газ перед выводом из теплообменника пропускается через каплеуловитель, например циклон (на чертеже не показан), и уловленная при этом капельная жидкость подается также и поток газа перед теплс обменником. Для облегчения стока и обновления жидкой пленки с поверхности труб в

L жидкий промежуточный теплоноситель вводят поверхностно-активное вещество, например силикон, в количестве до 1%.

Для обеспечения импульсного режима подачи газообразного теплоносителя в трубчатый теплообменник.на подводящих газо- 40 проводах 6 и 7 устанавливают клапаны— переключатели с сервоприводом и командным аппаватом. запрограммированным на режим (поАУ и 1) ) подвода газообразного . теплоносителя (на чертежах эти элемейты не пока заны) .

Эффективность предлагаемого способа интенсификации теплообмена при однофазном газообразном потоке обусловлена уменьшением застойных кормовых зон в трубном пучке и турбулизацией газового потока, возникающей при соударении встречных газовых потоков, При двухфазном потоке дополнительная интенсификация теплообмена обусловлена проникновением промежуточной плотной фазы теплоносителя (капель жидкости и твердых частиц) в кормовую зону каждой из труб пучка и вовлечением . этих зон в интенсивный теплообмен.

Формула изобретения

Способ работы кожухотрубного теплообменника, преимущественно на двухфазном потоке„. путем подачи среды в межтрубное пространство двумя встречными потоками, перпендикулярными к оси трубного пучка, ° о поворота потоков на 90 и отвода их во взаимно противоположных направлениях, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с це лью интенсификации теплеобмена, встречные потоки перед их поворотом приводя в соударение в плоскостях, параллельных к оси пучка,и, подают их в импульсном режиме со сдвигом фаз на полпериода при амплитуде изменения скоростей потоков АУ,составляющей 0,5-1,0 от их средней скорости, и при частоте пульсаций скорости м1 «ф (, где - ширина трубного пучка. Р сточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 125256, кл. F 28 D 11/00, 1948.

5661 15

Составитель Ю. Мартинчак

Редактор M. Васильева Текред А. Богдан Корректор L1. Мельниченко,, Заказ 2373/26 Тираж 804 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам шобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауясиаи наб., д. 4/5

Фадиаи ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4