Теплообменный элемент

(511 Г 28 Г 1/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институттехнологии криогенного машиностроения(54) (57) 1. ТЕПЛООБМЕННЫЯ ЭЛЕМЕНТ, содержащий трубу и плотно охватывающий ее цилиндр с ребрами, причем цилиндр с ребрами выполнен из материала сбольшей теплопроводностью, чем стенкатрубы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, на наружной поверхности трубы выполнены выступы, а на внутренней поверхности цилиндра - соответствующие им впадины, причем в поперечном сечении контактирующие поверхности выступов и впадин имеют профиль совпадающих по направлению участков спиралей.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что труба выполнена биметаллической с наружным слоем из более мягкого материала, чем внутренний слой.3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между трубой и цилиндром заполнены самотвердеющей смесью.4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что зазоры между трубой и цилиндром заполнены смесью, расширяющейся при зат-вердевании., ц)к( чц кст быть исцц,гьзцвг)нц, напричср)51:)з)цто)лсцц 51 Гсцлццбх)снциков ВыГд)кц),)Я 1)Г(ния, как с )родо)ьным, так и с ш)цсрс)цым оребрецием трб, в чястцссти ;пчцсфсрцых исцарителсй криогенных жидкцетсЙ.Известен трубчатый эг)схСцт )сцлообмен)ц)кя, выполненный в виде трубы с приваренными к цей продольными ребрами в виде Е 1-обрязць)х элементов 1.К недостаткам устройства следует отнести сложность приварки ребс.р к трубопроводам высокого давления, я гакже снижение прочности трубопроводов, возможность их кцроблсц)ця. Весьма слцкнц соединение толцсгсццых груб цз коррозионностойких ста, н й с црс брсццем цз выссиотеплоцроводных ц) ) с рц)Г)ц)3, цяцрцмер алюминиевых спла)ц)3. 1 я: юнее ня,гсжцы тякцс сцс,динения рц рябцтс Б условиях резких изменений темцср;пур и связанных с ними лсформяций, Цс)ЦРЦМСР Б КРИОСЦЦОЙ ТСХЦИКС.И.)вс с гец тслоццм(ч)цыц элемент, солсрж;) цц) й ц) з рс шнпц Гцлстстенную трубу 1311( ОК1 0 ДЯ В С 11 И Я, 13 Ь)1),1)Е 1111 с Ю ИЗ КОРРО :3 иццццетц)кц) С)яе)ц, и плотно охватываюпцЙ с(: )илццлр, сцябксцць Й Г)ролцльцым Цс)РжЦЫХ ЦРС 6 РСЦИС. 11 ИГ)ИЦЛР 06 Рс);)ован ;г)ум)5 с)рс Орсццыми ц(х цилицдрамц из ал)о- МЦЦЦСЫХ СЦГ)с)ВЦВ, СЦСЛИЦСЦЦЫМЦ МежЛУ СО(Юй ЦРЦ.Г( ГЦ ЦЬХ)3),(С(ЦРХИРУСХ)ЫМЦ Зс)МЬ)КЯ- нп 3(ц)ц) ) с 1(птах и.(лцрыс Оцссцс)ияк)т ),1 с), Ц)С 1 И,)с 1 с 3 ЦЦЕ Е Цс 1 Т 5 ГОМ ЦГ)Л Ц,ИЛ 1 цд - рц 1 Ч)Е,:) Гс)КС ИОЗБГ)Г)5)ЮТ Кцз)НЕНСИР(сЦ)Я 13 351)ЯЦЦЬ)Е (. Ц(.РС.Пада - МЦ ; )Ц Ос); Р ЦГ КР )(;ГЕЦЦЫХ ДО ГСМЦСРЯтУР ЦК;)С жс)Ц,)Г)1 (.Л)1)с:гце) с) Гк)ч Гс)кц)ц э,с 1 ецтс) явл 5)СГся )ц, ццр,) )ст), зах;ыкянпццх элсситц)3 не;го(тялцц; л,)я Обеспсс)ия достаточно бо)ь" ;и,г)лец).5 прижима цилиндра к трубе,цбуе,)(ч".И 3 ет 3)СО)сцс термическое соцр)-, ПЛС) ц( :)ОНЕ КО)ггс)К)Я, СНИжаЕт Эф 1)сНГ:1 ццсГ Орсбрсц)15. В цроцсссс энспл- с) 1 Я, г) ц () (.) ц Б Я 51 п)б с 1 3 с) 6 и Б а СГ В Г) е Р Б У ю цч, рс ль сп)у Гсцг)ообм)снн ка, в которой р "с цы замыкающие элементы. Кроме:), цходим дополнительный расходця зямыкающис элементы доа устройства д,)я сборки полуция срубах отличаю)ся сложностью. иОбретенияцяцель достигс)с)3 тем, что всИцм ,)ементе, сцлсржашем трубухватыанший ее цилиндр с ребр:ц, ),ием цилиндр с ребрами выполнен из чяерцяля с болыд)ей тецлопроводностью, (: е)енка трубь), на наружной поверхности - ,;,бы Выполнены выступы, я на внутренней)срхностц цилиндра соответс; ун л палицы, присС в поперс цн,.с,ццЯКТ 1 рЧНП);3;Е )ЕХ 1)ОСТ.1 1)Ь)С , (.,5 15 20 25 30 35 40 45 ВГ)адин,с: Г Иль совпадающих цц на праве)(.к , , .(ков сп ра.с:1.Трус)я выполнена би.чета.)л)ц)еской ( аружным слоем из бцлсс,)ягкц)ц матс:р:яля, чем внутренний слой.Зазоры между трубой ц:гилицлроч заполнены либо самотверлеюгцс й с чссью, либо смесьн), раси)иряюшейся при затвсрлсвяпци.На фиг. 1 представлен тсцг)ооб)сцць) элемент, поперечный разрез; ця фиг. 2 профиль выступа трубы.Элемент содержит трубу 1 из нсрж,)1 н) шей стали, на которой выполш ць; выст) ц 2 Трубу охватывает цилиндр 3, вьшолцсццый из алюминиевого сплава, например, ( лом экструзии, заодно с ребрами 4 и и,с)О- ший ца внутренней поверхности впадины 6 в которые входят выступы 2 трубыступы 2 и впадины 5 ограничены кц 1;,)к руюшими поверхностями 6, представми собой в поперечном ссс)сц 33 сц);, шие по направлению учас 1 ки ИГ)оск)3.рялей с углом цодьема, цри которо)1 между касательной 7 к спирали 6 в л) и" ее точке Ч и касательной 8 к окрж,.9 Б той же Гочкс меньше угля трепи: цар материалов, из которых вь)полцены лицдр 3 и Выступы 2 трубы 1, я такж( верхцсс Гями 10, црелстявлякпцими сцб( г в поперечном с ечении участки рядиуссп. Трубе) )ц)жс) быть Выцо,)нсця б)31( Г; личсскцй. 1 р)3 этом наружная част), трубы 1 е ыс"Г)л)ами 2 выцолцсця из ялн) миниссн ц спляа АТ 1, а )зы )рсццяя чс)с) ее из цс ржяс)о)гдей стали Х8 Н 101.:-) Г ) уцроц)аст ц:)гцтс)вление выступ(ц 2 ця: р бе 1, улучи)яст тепловой кц ) ) якт с ск.), трубой 1 и )гцлицдром 3В результятс предля) ас: с) ) вы;)цлц( ци: коцтактцрунпцих цоверхцц ;е) трубы 1 цилиндра 3 цри их взаим:)цч цК)ворс)те;)рс) ИСХОДИ) СЯМЦЗЯКГ)ИНИБЯ)ЦС 1( ЦОССПС")ИБ ется надежный тепловой " и . Якг. Зазоры 12 между труццй 1 и нилин,г)м 3 запцлцсць: самот)зсрдс)ошей смссьн). Наличие сячцтвердеюгцсй смеси, например эпоксидной композиции в зазорах 12 препятствует об,ятному провороту тр,бы и:гилицдра. Обеспечивая сохранение достигнутого теплового контакта при вибрациях. для Образовянця лОГОлните;1 ы)ых теплОБых чист3 В само- твердеющую смесь 13 Бвслс цх высокотеплопроводные мелкодиспсрсцыс цаполнители, на(ример, графит, нитрид бора, повышающие ее теплоцроводность в 1020 раз. Кроме того, при затвердевании в зазорах 12 такой самот)зердеюшей смеси, расширяющейся при нагревании как, например, пенопласта, последняя расширяется и оказывает значительное Гдо 50 кг)см") давление на поверхности 10 выступов 2 и Б адин 5. Ре:3 льтг)- .;", ю 1 цие усиг) ия ОГ )цл рцстятц чсск)1. дя БлсР;)С;Ц);Р 5 ЦОЦСИ 51 С ,1 СЕИ Цсп)РЯВГ)ЕНЬ Тац. )( ц.)д;)Г)ып и сздяют рс)уг)ь)ирОггдий мц10863811 Составитель О. АкимоваТе)сред И. Верес Корректор И. МускаТираж 63 Г 1 одписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий)3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4 Редактор И. КасардаЗаказ 2233/4 мсит, способствуюший дальней)печу провороту. Теплообменный элемент работает след) ющим образом. Один из теплоносителей в данноч случае криогенная жидкость) подакт трубу 1 иод высоким давлением (42 МПа). Ребра 6 цилиндра 5 омываются атмосферным воздухом и нагреваются. Далее тепловые потоки поступают по тепловым мостам, образованным в зонах контакта зазоров 12 с самотвердеющей смесью 13, на трубу 1, передаваясь криогенной жидкостьк1 ц)догрс вая ее.Прн ИСПОЛОНИИИ ИредЛ)Г;)С ЧОГОс Т- ройства )проц 11 стс 5 сс)ск)1 трч)с)ирОБОдс) с оребряюисии .:сче 1,тими. с 51)р)са сводится к нанизыа):к )рсбряк)11: зле)к итов на трубопроо. и )с);)с)т) 1: н) у)ир тсутствие сис)с 1)л ь,х 3;)чкоьсстройсг снижает метил,)осчкость орсс)р 5 к )цих элсчснтов на 15) 21, . 1 Оьиис и;ыс кси);и", НЫЕ МЕХ)НИ 1 СсСКИС Н)пр 51 Ж.1:51 ЬКЖС СИ(. собству)от и)ггснсиси)с)11 ии тси, ипючси;СНИЖЕ 1)И 51 КОТ 11 КТИиТСр)1.СКИХ ирс)тивлений.