Теплообменный элемент

Союз СоеетсиикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 30. 04. 80(21) .2917903/24-06 Р 28 Р 1/36 с присоединением заявки М -Госулирстееиинй комитет СССР ио целим изобретеиий и откритий(331 УДК 621 с 565. ,94 т 66,045. .1(088.8) Опубликовано 280283, Бюллетень М 9 8 Дата опубликования описания 280283 4) ТЕПЛООВИЕНННЙ ЭЛЕМЕНТ и т 1Изобретение относится к конструктивным элементам теплообменных аппаратов и может быть использовано в любой отрасли промышленности, в которых имеют место процессы конденсации, и в частности, в судовых водоопресиительных установках.Известен теплообменный элемент, содержащий вертикальную трубу, снабженную спиральным оребрением 11.Недостаток элемента заключается в том, что он, в случае использования его для процесса пленочной конденса-. ции, не сможет обеспечить эффективный отвод конденсата иэ-эа скопления 15 последнего у,основания ребра и движения вдоль основания ребра по винтовой линии воКруг трубы непрерывным потоком, являнивимся к тому же дополнительным тепловым сопротивле- .20 .ни ем.ФИзвестна вертикальная теплообмен ная труба, преимущественно для конденсатора атомной электростанцик, снабженная наружным, спиральным оребрением, на каждом витке которого выполнены вырезы клинообразной Формы2 .данная труба хотя и позволяет интенсифицировать процесс конденсации, по сравнению с вышеуказанным тепло- обменным элементом, поскольку имеет ребро, снабженное вырезом, однакоинтенсиФикация процесса конденсацииданной трубой обеспечивается до наступления момента фзатопления ребрами,а именно: вследствие наличия,вырезов возможного перетекание конденсата с верхнего витка ребра на нижний,особенно в процессе пленочной конденсации медленно движущегося пара,в результате увеличивается толщинапленки конденсата, ухудшается теплообмен через стенку трубы. Известен также теплообменный элемент, содержащий трубу с навитым на нее наружным проволочным оребрением, состоящим иэ отдельных спиральных витков, расположенных с заданным шагом по длине трубы 1 3 ).Данный элемент хотя и обеспечивает малую .толщину конденсатной пленки, однако высокие значения коэффициента теплоотдачи у данного теплообменного элемента могут быть получены лишь при небольших высотах трубы и малых значениях удельной тепловой нагрузки. С увеличением высоты трубыростом тепловой нагрузки наступает ак называемое "затопление" или "эаебывание" ребер, когда канал, образованный на трубе для стока конден 1 ООО 73 Осата с помощью проволок, переполняется конденсатом и проволоки перестаютоказывать интенсифицирующее влияниена теплообмен при конденсации,Цель изобретения - интенсификациятеплообмена при пленочной конденсации в конденсаторах, преимущественно, вертикального типа.Эта цель достигается тем, что втеплообменном элементе, содержащемтрубу с навитым на нее наружным про" 10волочным оребрением, состоящим изотдельных спиральных витков, расположенных с заданным шагом по длИне трубы, каждый из витков имеетучасток, оттогнутый от трубы подострым углом в направлении навивки.При этом отогнутые участки смежных витков отогнуты в диаметральнопротивоположные стороны.На чертеже изображен предлагаемыйтеплообменный элемент,Теплообменный элемент содержит трубу 1, проволочное оребрение 2, состоящее из отдельных витков 3, имеющих учаеток 4, отогнутый от трубыпод острым углом. Количество спираль-ных витков проволочного оребренияможет быть определено по формулеТомаса: ФФ НЭЯ 7 у 52. ,30где Я - число спиралей",4 - коэффициент кинематическойвязкости конденсата м /с ,плотность теплового потока,Вт/м, 35Н - . высота трубы, м,3 - диаметр трубы, м;теплота парообразования,Дж/кг,3плотность конденсата, кг/м; 40- диаметр проволоки, м.Теплообменный элемент работаетследующим образом.Пары рабочего вещества подаются наповерхность трубы, охлаждаемую с помощью хладоносителя, и конденсируются 4на ней. Конденсат в виде пленки покрывает теплопередающую поверхностьтеплообменного элемента, Проволочные ребра придают теплопередающейповерхности переменную кривизну, в. результате чего в пленке конденсата возникает градиент давления, и она стягивается к проволочным ребрам. Стекая вдоль спиральных ребер в виде ручьев, конденсат с помощью отогнутых участков проволочных ребер, удаляется с теплообменного элемента еще до наступления момента "затопления". Таким образом, толщина пленки конденсата вдоль всей поверхности теплообменного элемента поддерживается стабильно малой, что позволяет добиться высоких средних значений коэффициента теплоотдачи при конденсации для теплообменного элемента в целом.Применение предлагаемого теплообменного элемента в конденсаторах позволит интенсиф.".цировать процесстеплообмена при пленочной конденсации, а следовательно, уменьшить металлоемкость конденсаторов и их размеры в 1,5-2 раза при снижении энергозатрат на подачу хладоносителей,Формула изобретения1. Теплообменный элемент, содержащий трубу с навитым на нее наружным проволочным оребрением, состоящим из отдельных спиральных витков,расположенных с заданным шагом подлине трубы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при пленочнойконденсации в конденсаторах, преимущественно, вертикального типа,каждый из витков имеет участок, отогнутый от трубы под острым углом в направлении навивки.2. Элемент по п. 1, о т .л ич а ю щ и й с я тем, что отогнутыеучастки смежных витков отогнуты в диаметрально противоположные стороны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Ф 1343412,.кл. Е 4 5, опублик. 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 457868, кл. Р 28 Е 1/36, 1973.3Авторское свидетельство СССРР.143408, кл. Е 28 В 1/06, 1962.Редакто а ректор И. Шулла П о 5 ква иал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ. 1350/37 ВНИИПИ. Г по дел 113035 Мо