Теплообменник

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической проьышяенности в установках, предназначенных для проведения химических реакций в низко- температурной плазме, например, при 5 фиксации атмосферного азота и получении других газообразных продуктов.Известен теплообменник, содержащий корпус с размещенными внутри трубами, укрепленными в трубных до сках и снабженными снаружи продольными ребрами одинаковой высоты, и патрубки подвода и отвода среды межтрубного пространства. Для предотвращения обхода потоком газа продоль ных каналов, образованных ребрами, в межтрубном пространстве вдоль труб установлены треугольные вставки (,1 3Недостатком известного теплообменника является то, что при наличии треугольных вставок теплообменник усложняется,. снижается верхний предел температур подаваемого в межтрубное пространство потока газа.Известен также теплообменник преимущественно для закалки нитрозного газа, содержащий корпус с расположенными в нем теплообменными трубами, имеющими ребра в виде шестигранников с вырезами прямоугольного профиля 21, 30Недостатками известного теплообменника являются низкая интенсивность теплообмена и большое гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве, 35Цель изобретения - интенсификация теплообмена и снижение гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве.Поставленная цель достигается 40 тем, что в теплообменнике преимущественно для закалки нитроэного гаэа, содержащем корпус с расположенными в нем теплообменными трубами, имеющими ребра в виде шестигранников с вырезами прямоугольного профиля, вырезы выполнены различной глубины, перпендикулярно соответствующей грани и на расстоянии один от другого, равном их ширине, со сдвигом относительно осей симметрии граней на половину этой ширины, при этом ребра вдоль трубы расположены с шагом, равным Б=(2-10)сР, где о- ширина выреза.Такое выполнение теплообменника обеспечивает повышение интенсивности теплообмена за счет того, что в прямоугольных прорезях вдоль труб застойные зоны отсутствуют, что при наличии поперечных прорезей происходит периодический срыв возникающего пог О раничного слоя и что практически вся поверхность образованных прорезями ребер участвует в теплообмене. При этом гидравлическое сопротивление вмежтрубном пространстве снижается, 65 так как среда в межтрубном пространстве течет по кратчайшему пути при отсутствии встречно-перекрестных течений и действия центробежных сил.На Фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез", на Фиг. 2 - теплообменная труба с ребрами; на фиг. 3 - вид А на фиг.2; на фиг. 4 - участок оребренных труб, поперечный разрез.Теплообменник содержит корпус 1 с размещенными внутри теплообменными трубами 2, имеющими снаружи ребра 3 с прямоугольными вырезами 4 на гранях шестигранников и примыкающие одно к другому в смежных трубах так, что вырезы 4 на одной трубе располагаются напротив вершин ребер 3 другой трубы. Крайние вырезы 5 со стороны, противоположной их сдвигу от осей симметрии граней, имеют глубину меньшую, чем вырезы 4. В месте крепления труб 2 в трубных досках б трубы ребер не имеют.Ребра 3 вдоль труб 2 расположены с шагом 7, равным 5 =(2-10)сг, где а - ширина вырезов 4 и 5.Для подвода и отвода среды межтрубного пространства имеются соответственно патрубки 8 и 9, а для подвода и отвода среды трубного пространства- соответственно патрубки 10 и 11.шаг 5 =(2-10)д выбран таким потому, что при 5 с 2 о пограничный слой газа не успевает еще сформироваться и нет необходимости делать поперечные вырезы. Кроме того, при 5( 2 сГпоперечные вырезы могут уменьшить теплообменную поверхность прорезей вдоль труб, При 5)10 д" поперечные вырезы не оказывают заметного влияния на )прирост интенсивности теплообмена,Теплообменник работает следующим образом. В процессе закалки поток нитрозного газа через патрубки 8 поступает вмежтрубное пространство, а охлаждающая среда (хладагент) через патрубок 10 - в трубы 2. В межтрубном пространстве поток нитроэного газа, протекая по вырезам 4 и 5 и турбулизиру.ясь в пространстве между ребрами 3,охлаждается и из межтрубного пространства отводится через патрубок 9.Хладагент поглощает тепло нитрозногогаза и иэ труб 2 отводится через патрубок 11,Наличие на теплообменных трубах 2продольных ребер 3 с прямоугольнымивырезами 4 и 5 выполненными перпендикулярно граням шестигранников исо сдвигом от середины граней в однусторону на половину ширины вырезов,а также расположение ребер с определенным шагом позволяет исключить застойные эоны и действие центробежныхсил в межтрубном пространстве, перио.Дзятко ррек ое Тираж 631 ПодпиГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. аз 3784/28 ВН5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная дически срывать на ребрах возникающий пограничный слой, увеличить теплообменную поверхность ребер и повысить тем саьим интенсивность теплообмена и снизить гидравлическое сопротив - ,ление. Экономический эффект, получаемый в результате использования описываемого теплообменника, возникает за счет интенсификации теплообмена и снижения. гидравлического сопротивления.