Вертикальная труба конденсатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 1/02, Р 28 Р 1/14 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ х конструк- используеос ,Ю ,4 ь О 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский институт машиностроения(56) Авторское свидетельство СССР М 1071068, кл, Р 28 Р 1/14, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1550307, кл. Р 28 В 1/02, 1988.(54) ВЕРТИКАЛЬНАЯ ТРУБА КОНДЕНСАТОРА(57) Использование: в элементации теплообменных аппаратов,Изобретение относится к элементам конструкции теплообменных аппаратов, используемых, в частности, для конденсации пара.Известнысатора с нару вертикальные трубы конденжным продольным оребрением.Недостатком таких теплообменных труб является низкий коэффициент теплоотдачи на стороне конденсации, т, е. на наружной поверхности трубы. Это вызвано тем, что скорость конденсата в межреберной канавке у верхней оконечности трубы мала, а соответственно, и мал коэффициент тепло- отдачи, В этом случае преобладающее влияние на пленку конденсата оказывают силы тяжести, под действием которых она движется вниз. По мере накопления конденсата при движении вниз скорость его увеличивается и соответственно увеличивается коэффициент теплоотдачи..Ы 2 1726949 А 2 мых, в частности для конденсации пара. Сущность изобретения; вертикальная труба конденсатора с наружным продольным оребрением, снабженная по крайней мере одной проточкой, выполненной на поверхности ребер с наклоном вниз, и кольцевым козырьком, установленным верхней кромкой в проточку с образованием зазоров между основанием ребер и козырьком, снабжена на верхней оконечности с ее внутренней и наружной сторон продольным оребрением соответственно и, причем с наружной стороны оребрение выполнено таким образом, что по крайней мере две канавки 6 последнего совпадают с каждой канавкой основного оребрения трубы. 1 ил. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является вертикальная труба конденсатора с наружным продольным оребрением, снабженная по крайней мере одной проточкой, выполненной на поверхности ребер с наклоном вниз, и кольцевым козырьком, установленным верхней кромкой в проточку с образованием зазоров между основанием ребер и козырьком.Недостатком известной такой трубы является низкий коэффициент теплоотдачи на стороне конденсации из-за малой скорости конденсата в канавке у верхней оконечности трубы, в которой происходит периодическое образование ручья, т, е. этот процесс не является стабильным. В связи с малой скоростью ручья конденсата у верхней оконечности трубы снижается коэффициент теплоотдачи и на нижерасположенном участке трубы, так как движущийся ручей с верхней оконечности трубы оказывает влияние и на скорость конденсата в канавках ниже- расположенной части трубы.Цель изобретения - интенсификация теплообмена при использовании вертикальной трубы конденсатора за счет увеличения коэффициента теплопередачи на верхней части трубы.Указанная цель достигается тем, что в вертикальной трубе конденсатора в верхней части трубы на наружной и внутренней боковой поверхности верхнего участка трубы выполнены дополнительные продольные ребра, причем шаг дополнительных ребер, выполненных на наружной поверхности, меньше высоты и шага основных продольных ребер,На чертеже изображена вертикальная труба конденсатора,Вертикальная труба конденсатора снабжена в верхней части трубы на наружной 1 и внутренней 2 боковой поверхности верхнего участка 3 трубы дополнительными продольными ребрами 4 и 5, причем шаг дополнительных ребер 4, выполненных на наружной поверхности 1, меньше высоты и шага основных продольных ребер 6,В верхней части 3 трубы на ее наружной 1 стороне в канавках между ребрами 4 скорость конденсата мала, а соответственно, мал и коэффициент теплоотдачи, В этом случае преобладающее влияние на пленку конденсата оказывают силы тяжести, под действием которых она движется вниз, По мере накопления конденсата при движении вниз его скорость увеличивается и соответственно увеличивается коэффициент тепло- отдачи, Последнее объясняется тем, что пленка конденсата, образующаяся на поверхности ребра, движется вниз только под действием сил поверхностного натяжения, которые стягивают ее с выступов ребра в межреберную канавку, Движение это происходит в горизонтальной плоскости и носит ламинарный характер. В межреберной канавке конденсат собирается в ручей, стекающий вдоль поверхности ребер вниз под действием силы тяжести.Выполнение в верхней части 3 трубы на ее наружной 1 боковой поверхности дополнительных продольных ребер 4 с шагом меньше высоты и шага основных продольных ребер 6 позволяет интенсифицировать процесс формирования ручья в канавке таким образом, что действие сил поверхностного натяжения, которые стягивают пленку конденсата с поверхности ребра в межреберную канавку, начинает проявляться в сечении трубы, расположенном ближе к ее верхней оконечности, а следовательно, ко 55 10152025 30 35 40 45 50 эффициент теплоотдачи при этом увеличивается; Интенсифицирование процесса происходит как за счет некоторого увеличения поверхности теплообмена на вышеуказанном участке трубы при использованииболее мелкого оребрения по сравнению с основным оребрением, так и в основном за счет возрастания роли стягивающего эффекта, так как чем крупнее оребрение, тем стягивающий эффект при движении ручьяконденсата в канавке при одинаковой толщине (высоте) последнего будет меньше всвязи с тем, что для жидкостей с высокимповерхностным натяжением (типа вода) поверхностные силы преобладают над силой тяжести в зоне, равной 0,3 - 0,5 мм по высотеребра. Поэтому замена "крупного" оребрения на мелкое в верхней части трубы имеет несомненное преимущество в части интенсификации процесса теплообмена с наружной стороны трубы.Длина участка с мелким оребрением у верхней оконечности трубы выбирается из условия Ь=(0,5-0,75) Н, где и - длина участкас мелким оребрением; Н - высота участка трубы с мелким оребрением, при которой происходит полное затопление поверхности ребер. Затопление всей поверхности ребра конденсатным ручьем рассчитывается по известной эмпирической формуле,На входе в межреберные канавки основного оребрения ручьи, вытекающие из канавок с мелким оребрением, соединяются, интенсифицируя процесс теплообмена и на основном участке в сравнении с тем же участком прототипа. Происходит это вследствие достижения ручьем на входе в канавку основного оребрения большей скорости по сравнению со скоростью в этом же сечении, отсчитываемом от верха трубы, в канавке прототипа, С увеличением скорости, как известно, ускоряется процесс стягивания пленки конденсата с поверхности ребер, а соответственно, увеличивается и коэффициент теплоотдачи.Выполнение продольного оребрения на внутренней боковой поверхности верхнего участка трубы дает воэможность увеличить коэффициент теплопередачи на указанном участке, что позволяет значительно ускорить процесс формирования ручья и тем самым интенсифицировать процесс конденсации пара на наружной поверхности трубы,Длина оребренного участка с внутренней стороны трубы может равняться длине мелкооребренного участка с наружной стороны трубы, а может быть меньше или больше последней, Все зависит от технологической возможности выполнения внутрен.15 Составитель Г,Ерченкоедактор М.Бандура Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишин Заказ 1270 Тиоаж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 него оребрения трубы на рассматриваемом участке 3. Но в любом случае, даже при самой минимальной длине этого участка, достигается положительный эффект, так как самым важным является процесс образования ручья.Таким образом, предложенное конструктивное выполнение вертикальной трубы конденсатора позволяет за счет ускорения процесса образования ручья в межреберных канавках верхней части трубы интенсифицировать процесс конденсации пара, а следовательно, уменьшить габариты и массу конденсатора при исполнении предложенных теплообменных труб,ф о р мул а изо б ретен и я 5 Вертикальная труба конденсатора поавт. св. М 1550307, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, на наружной и внутренней боковой поверхности верхнего участка трубы выполнены 10 дополнительные продольные ребра, причемвысота и шаг дополнительных ребер, выполненных на наружной поверхности, меньше высоты и шага основных продольных ребер.