Теплообменный элемент

(51)5 8 Р 1/02, 1/3 ЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛ АВТО ВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Научно-исследовательский институт. "Шторм", Научно-исследовательский институт тепловых процессов, Московский авиационный институт и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР В 840662, кл. Р 28 О 7/00, 1979.Авторское свидетельство СССР М 761820, кл, Р 28 О 7/00, 1978,Изобретение относится к теплообменным аппаратам.Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий пучок винтообразно закрученных труб овального профиля, установленных с касанием соседних труб по максимальному размеру овала и закрепленных прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом трубы установлены с зазорами, образующими по длине пучка щелевые каналы для прохода теплоносителя при поперечном обтекании пучка, Максимальная ширина каналов равна половине разности между максимальным и минимальным размерами овала.Недостатком этого устройства является низкая эффективность теплообмена. 1719873 А 1 ОБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ етение относится к теплообмендованию, в частности к конструктрубнцх теплообменников, Цель я - интенсификация теплообмебменный элемент выполнен в ви- вальногЬпрофиля, винтообразно го относительно ее оси, при этом поперечного сечения изменяетлах от 0,87 до 1,0. максимальной оперечного сечения с плавным от овального к изменяющемуся ногогранному профилю. Шаг пего изменения площади поперечния профиля трубы составляет шага закрутки трубы и 0,3-1,5 ного размера овала. 1 з,п, ф-лы,5(54) ТЕПЛО (57) Изобр номуобору ции кожуха изобретени на. Теплоо де трубы о закрученно площадь ее ся в преде площади и переходом по длине м риодическо ного сече 0,025-0,25 максималь Наиболее близким к предлагаемому является кожухотрчбный теплообменник, содержащий винтообразно закрученные трубы фасонного профиля, закрепленные прямыми круглыми концами в трубных досках. При этом профиль труб выполнен в виде овала, имеющего ширину, равную диаметру прямых концов, а шаг их закрутки составляет 12-25 максимальных размеров овала.Однако это устройство характеризуется недостаточно интенсивным теплообменом при течении теплоносителя внутри труб.Целью изобретения является интенсификация теплообмена внутри винтообразно закрученной трубы путем периодического изменения площади поперечного сечения и формы профиля трубы по ее длине.На фиг, 1 изображен теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы изменяющегося фасонного профиля, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1(в виде многогранника); на фиг. 3-сечение Б-Б на фиг. 1 (в виде деформированного овала); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг, 1 (в виде многогранника); на фиг. 5- сечение Г-Г на фиг. 1 (в виде овального проФиля),На фиг. 1-5 обозначено: 3 - шаг закрутки трубы; б - максимальный размер овального профиля, для которого площадь поперечного сечения является максимальной; 1- шаг периодического изменения площади поперечного сечения трубы. Теплообменная труба, закрученная относительно своей оси, имеет периодически меняющийся по длине трубы профиль с плавным переходом от овального профиляс к профилю с деформированными большими стенками, При этом периодически изменяется и площадь поперечного сечения трубы от 1,0 до 0,87 максимальной площади с шагом 1, составляющим 0,025-0,25 шага закрутки трубы (3) и 0,3-1,5 максимального размера овала (б).Устройство работает следующим образом.При циркуляции потока жидкости по трубе осуществляется его спиральная закрутка, а периодические пережатия сечения трубы вызывают изменения профилей скорости по ее длине,Спиральная закрутка потока приводит куменьшению толщины пристенного слоя за счет действия центробежных сил на поток теплоносителя, движущийся по криволи нейной траектории, а периодическое пережатие сечения трубы по ее длине - к дополнительной турбулизации пристенного слоя за счет срыва потока при обтекании стенки трубы с переменным профилем и ин тенсификации теплообмена. Использование теплообменного элемента позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между внутренней поверхностью трубы и теплоносителем и улучшить массогабарит ные характеристики аппарата.Формула изобретения 1. Теплообменный элемент в виде винтообразно закрученной трубы удлиненного фасонного профиля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации теплооб мена, труба выполнена с последовательнорасположенными участками, каждый из которых имеет переменный профиль и проходное сечение, плавно изменяющиеся соответственно от овального к профилю с 25 деформированными стенками, причем минимальное уменьшение сечения трубы составляет 0,87 от ее максимальной площади поперечного сечения.2,3 лементпоп,1,отличающийся 30 тем, что шаг между упомянутыми участкамитрубы составляет 0,025-0,25 шага закрутки трубы и 0,3-1,5 максимального размера овального профиля.1.719873 2 Редактор М.Циткина Пр ательский одственно-. Состав Техред Заказ 763 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, Моск.Моргентал Корректор;Т,Пал Подписноета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС