Турбулизирующее устройство для теплообменной трубы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ(11) 624104 Союз Советских Социалистицеских РеспуЕпик(43) Опубликовано 15 Государственный квинтет Совета Мкниатрав СССР но делам изобретений и открытий(4 о) Дата опубликования описания 03.08,78 И. И. Гельперин, А. М, КагаВ, М, Куксо, Г. С. Фролов,(72) Авторы изобретен в(54) ТУРБУЛИЗИРУЮКЕЕ УСТРОЙСТВО лены на оси попарно с возможностью врашения и выполнены с лопастями, повернуотыми на угнал 40-60 относительно своей оси симметрии и размещенными в трубе с зазором, равным (0,03 0,1) С а расстдяние между завихрителями в каждой паре равно (1,0-1,5) 6, при этом пары расположены одна от другой на расстоянии (30-70) с, где 6 - максимальный размер завихрителей в плане.Кроме того, одна лопасть каждого завихрителя может быть повернута на угол 40, а каждая последующая - наоугол больший, чем предыдущая.Лопасти каждого завихрителя могут быть перфорированы на периферийных участках, лежащих в поеделах (0,8- 1,0) 6, причем края перфорации со стороны потока выполнены рваными.11 а чертеже схематично показано описываемое устройство.Турбулизирую 1 цее устройство содержит завихрители 1, установленные попарно внутри трубы 2 на неподвижной оси 3. Для фиксации расстояния между завихриотца ЦИзобретение относится к области теплообменной техники и может применяться в ,различных теплообменных трубах,Известны турбулизируюцие устройства, при помощи которых можно искусственно интенсифицировать теплообмен потока в трубах теплообменного аппарата 11. Недостатком этих устройств является то, что турбулизация потока теплоносителя производится лишь на входном участке 10 трубы и отсутствует возможность повьццения коэффициента теплоотдачи по всей длине трубы.Наиболее близким к изобретению техническим решением является турбулизирую1 цее устройство для теплообменной трубы, содержащее установленные вдоль трубы на непоцвижной оси завихрители 121. Недостатками такого устройства являются сравнительно слабая интенсивность тепло и большая металлоемкость трубы.изобретения - интенсификация дачи и уменьшение металлоемкосги Это достигается тем, что в предм устройстве завнхрителц установтелями 1 внутри каждой пары и парамизавихрителей служат втулки 4 и 5 с фиксирующими винтами 6. Йля предотвращения прогиба оси между парами завихрителей 1 установлены распорки 7 иэ жесткойпроволоки. Ось 3 центрируется внутритеплообменных труб 2 при помощи тонкихплоских фигурных планок 8. Лопасти завихрителей 1 повернуты на угол 40-60оотносительно своей оси симметрии и1 Оразмещены в трубе с зазором, равным(0,03-0,1) , Расстояние между завихрителями 1 в каждой паре равно ( 1,01,5) , а между парами эавихрителей(30-70)Турбулизирующее устройство работаетслелующим образом.Теплоноситель поступает в трубу 2 изаставляет вращаться установленные вней завихрители 1, Под действием свободно вращающихся эавихрителей 1 происхогодят закрутка потока в его периферийнойзоне, разрушение и турбулиэация пограничного слоя на внутренней поверхноститеплообменной трубы, В результате попар 25ного расположения завихрителей на оситурбулентный шлейф закрученного потокасохраняется на большей длине (30-708 )трубы, В результате срыва и разрушенияпограничного слоя возрастает коэффициенттеплоотдачи и интенсивность теплообмена30в трубе в целом, что позволяет такжеуменьшить металлоемкость трубы,Расстояние межлу парами,завихрителей в пределах (30-70 ) 6 являетсяоптимальным с точки, зрения наибольшей35интенсификации теплообмена при наименьшем приросте гидравлического сопротивления и выбрано из условия обеспечения .максимальной длины турбулентного шлейфа в пристенной области. Увеличение это 4 Ого расстояния сверх 70 8 нецелесообразно, так как эффект от турбулиэации пограничной пленки попарно расположеннымизавихрителями свыше этого рассгоянияпрактически исчезает, Расположение же45пар завихрителей на расстоянии, меньшем30 6, экономически нецелесообразно,так как в этом случае энергетические,затраты на преодоление потоком лополни 50тельного Сопротивления не окупаютсянезначительным приростом коэффициентатеплоотлачи. Минимальная величина зазора между лопастями и поверхностью трубы выбрана из технологических соображений (завихритель должен свободно вращаться на неподвижной оси), а максимальная величина зазора обусловлена тем, что ддльнейшее увеличение его уменьшает длинутурбулентного алейа,Собственно закрутку потока осуществляют лопасти каждого завихрителя 1повернутые на угол 40-60 относительно своей уси симметрии, Поворот лопастей завихрителей в этих пределах является оптимальным, так как обеспечивает такую закрутку пристенного слоя, интенсивность которой не изменяется намаксимальной длине теплообменной трубы.При уменьшении расстояния между завихрителями внутри каждой пары ло величины, меньшей 1,0 "возможно зацепление своболно вращающихся завихрителей,составлявших пару, а при увеличении расстояния между завихрителями внутрикаждой пары до величины, большей 1,51,увеличения цлины турбулентного шлейфа,а значит, и интенсификации теплообменане наблюдается. Кроме того, в первомслучае значительно возрастает гидравлическое сопротивление протекающему через теплообменную трубу потоку.Таким образом, изобретение позволяет достичь интенсификации теплообменапри одновременном уменьшении металлоемкости теплообменной трубы.формула изобретения1. Турбулизируюшее устройство лля теплообменной трубы, содержащее установленные вдоль трубы на неподвижной оси завихрители, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью интенсификации тепло- отдачи при одновременном уменьшении металлоемкости трубы, эавихрители установлены на оси попарно с возможностью вращения и выполнены с лопастями поовернутыми на угол 40-60 относительно своей оси симметрии и размещенными в трубе.с зазором, равным (0,03-0,1), а расстояние между завихрителями в каждой паре равно (1,0-1,5) С, при этом пары расположены одна от другой на расстоянии (30-70) С, где С - макмальный размер завихрителей в плане.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что одна лопасть каждого завихрителя повернута на угол 40 а кажлая последуюиая - на угол больший, чем прелылупая.3. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я те 1, что, лопасти каждого завихригеля перфорироваиы на периферийных участках, лежалих в прелелах624104 Составитель Л. Лобан Техред К, Гаврон Грицен Коррек едактор 1 А. Пейсоченко аказ 5169 одпис СССР(0,8-1,0) 8, причем края перфорации со стороны потока выполнены рваными.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 32 Тираж ИИПИ Государственного по делам и 113035, Москва1, Авторское свидетельство1 Ф 141164, кл, Г 28 Г 13/04, 1961.2. Авторское свидетельствоИ 207870, кл. В 01 Э 3/28, 1967,1 г П ко.итета Совета Мин бретений и открытий У, Раушская наб