Вихревой кожухотрубчатый теплообменник

явки Х присоединением Государстненнык комитет Совета Министров СССР по делам изобретений(088.8) 5, Бюллетеньи открытии та опубликования описания 18.06.7 72) Авторы изобретени Гумеров и Р,хутдинов(71) Заявитель имский нефтяной институ УХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕН Н И К 4) ВИХРЕВО 2281490 известен ый теплообменник, ния и очистки выбр м в решетках трубнь нергоразделителями газа, установленным шолненными в виде ок с конической пове контакта с трубами, езкой, образующей с ода газа, а выходные на разной высоте от азмещения части вх азделителей на уров вихревой конапример,осных газов м пучком ипотока охи на входе помещенныхрхностью на снабженнойтрубами каконцы труб трубной реодных канане с решетфиг, 2 - винтля и прилегаюника, поперечнка винтовогофиг. 4 - энертрубе, в аксон Теплообменник содержит кожух 1, пучоктеплообменных труб 2, укрепленный в труб 10 ных решетках 3 - 5, В раздающем коллекторе 6, на торце каждой теплообменной трубыпомещен энергоразделитель 7 с коническойповерхностью на участке контакта с трубойи центральным отверстием а. Энергораздели 15 тели снабжены винтовыми нарезками, образующими с контактирующими поверхностямитруб каналы для ввода газа. Причем эти каналы выполнены с переменным по ходу газасечением с сужающимся 8, переходным 9, и20 расширяющимся 10 участками, например, поформе сопла Лаваля. Участок 10 соединен сдиафрагмой 11 усеченным конусом 12. Теплообменник содержит также камеру 13 для горячего и камеру 14 для холодного потоков,25 штуцер 15 для вывода конденсата, штуцер 6для подачи среды в трубы, штуцер 17 дляотвода горячей среды из труб, штуцер 18 дляотвода холодной среды из труб, штуцер 19 и20 соответственно для подвода и отвола сре 60 ды в межтрубное пространство,Однако в известном аппарате нарушаются режимные показатели из-за обмерзания диафрагмы энергоразделителя,Цель изобретения - улучшение сепарации влаги и повышение термодинамической эффективности,Эта цель достигается тем, что винтовые каналы, образованные нарезкой, имеют переменное по ходу газа сечение с сужающимся, переходным и расширяющимся участками, последний из которых сопряжен с усеченным конусом, выполненным на выходном конце втулки. фиг 1 изображен описываемый вихрехотрубчатый теплообмен пик; на По авт. свжухотрубчатдля охлаждес укрепленнывихревыми элаждаемогов трубы и вьв трубы втулучастке ихвинтовой нарналы для ввустановленышетки для рлов энергоркой. овая нарезка энергоразделитещие к ней части теплообменый разрез; на фиг, 3 - развертканала энергоразделителя; на горазделитель, размещенный в ометрии.Энергоразделитель 7 может быть выполнен без диафрагмы 11 для отвода холодной среды (составляющей).Теплообменник работает следующим образом,Газ (или парогазовые, газо-и парожидкостные смеси) под избыточным давлением поступает в раздающий коллектор б, а затем в энергоразделитель 7. При движении по винтовым нарезкам энергоразделителя первоначальное ускорение потока достигается за счет сужающегося участка 8 (дозвуковая часть сопла), а за переходным участком 9 дальнейшее его ускорение происходит за счет изменения знака воздействия, за счет расширяющегося участка 10 (сверхзвуковая часть сопла). Одновременно в каналах газовому потоку сообщается вращательное движение. Таким образом, внутри теплообменных труб обрабатываемый газ находится во вращательно-поступательном движении, благодаря чему осуществляется его температурное разделение. Горячий поток разделяется через нижние концы теплообменных труб 2 и попадает в камеру 13, а холодный поток - через трубы 21 поступает в камеру 14. В межтрубном пространстве циркулирует хладоагент. В результате температурного разделения в теплообменных трубах происходит интенсивное охлаждение газов и конденсация паров. Образовавшийся конденсат стекает по стенкам труб в камеру 13 и выводится через штуцер 16. Очищенный от конденсата газ выводится из аппарата через штуцеры 17 и 18.Таким образом, в предложенном теплообменнике повышение термодинамической эффективности обеспечивается: во-первых, за счет интенсификации закрутки газа вследствие выполнения каналов с переменным сечением по ходу газа; во-вторых, за счет увеличения использования поверхности труб путем 5 формирования на всей внутренней поверхности их сплошного закрученного газового потока, достигаемого благодаря наличию в винтовых каналах расширяющегося участка, который позволяет получить винтовые потоки, 10 сливающиеся один с другим сразу по выходе из каналов; в третьих, за счет увеличения скорости потока в расширяющемся участке винтовых каналов одновременно снижаются его давление и температура, а следовательно, 15 создаются благоприятные условия для начала процесса конденсации паров из состава парогазовых смесей и сепарации образовавшейся жидкой фазы; в четвертых, за счет ликвидации зоны местных завихрений путем вы полнения на выходном конце втулки усеченного конуса, предотвращающего затекание жидкости на плоскость диафрагмы и уноса ее с холодным потоком. 25 Предмет изобретенияВихревой кожухотрубчатый теплообменник, например, для охлаждения и очистки выбросных газов по авт. св.281490, отли- ЗО ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшениясепарации влаги и повышения термодинамической эффективности, винтовые каналы, образованные нарезкой, имеют переменное по ходу газа сечение с сужающимся, переход ным и расширяющимся участками, последнийиз которых сопряжен с усеченным конусом, выполненным на выходном конце втулки.