Теплообменная поверхность

(я)5 Г 28 ЕН 54)ТЕПЛООБМ 57) Использова стве конвектив паровых котлов)1 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 802774, кл. Р 28 Г 1/12, 1979,Авторское свидетельство СССРМ 1232931, кл. Г 28 Р 1/12, 1984,ЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ие: в теплотехнике в качеых поверхностей нагреваСущность изобретения; Изобретение относится к теплотехникеи может быть использовано в теплообменниках преимущественно в качестве конвективных поверхностей нагревания паровыхкотлов.Известна теплообменная поверхность,содержащая ряды труб, расположенных сравномерным шагом, снабженных продольными ребрами плавникового типа и соединенных попарно между собой поперечными перемычками в виде двух параллельных полос, в зазоре между которымипроходят продольные ребра,Недостатком этой теплообменной поверхности является низкая тепловая эффективность поперечных перемычек из-замалой тепловоспринимающей поверхности,неблагоприятных условий их обтекания греющей средой и высоких термических сопротивлений контакта перемычек с трубами.Наиболее близкой по технической сущ- .ности к предлагаемому является теплообменная поверхность, содержащая ряды теплообменная поверхность содержит ряды труб 1 с поперечными ребрами в виде двух лепестков 4 и 5 с вырезами под трубы, соединяющие по крайней мере две смежные трубы, и продольными ребрами 2, расположенными между лепестками 4 и 5 в тепловом контакте. На участках лепестков 4 и 5, примыкающих к поверхности ребер 2, выполнены просечки с язычками, отогнутыми относительно плоскости лепестка с образованием перепускных щелей и расположенными в плоскости, перпендикулярной плоскости продольных ребер 2 з,п, ф-лы, 4 ил труб с продольными ребрами плавникового типа и поперечными ребрами в виде двух половин-лепестков, охватывающих по крайней мере две соседние трубы и образующих между собой зазор, в котором проходят продольные ребра,По сравнению с указанной теплообменной поверхностью, прототип обладает более высокой эффективностью благодаря увеличенной поверхности теплообмена поперечных ребер и увеличенной площади их контакта с трубами. Недостатком прототипа является относительно низкая тепловая эффективность продольных ребер по сравнению с поперечными, Это объясняется тем, что хотя продольные ребра имеют толщину, в 2 - 3 раза большую, чем поперечные, и соответственное 2 - 3 раза меньшее термическое сопротивление, условия их обтекания греющей средой, а значит, и теплообмена значительно хуже, С другой стороны, в местах сочленения труб с продольными и поперечными ребрами созда5055 ются эоны, для которых характерна слабая интенсивность теплоотдачи от греющей среды из-за низких локальных скоростей потока. При малом шаге поперечных реберэти зоны охватывают значительные частибоковой поверхности продольных ребер вдоль их соединения с трубами, а также примыкающую поверхность трубы с обеих сторон ребра. В итоге температура продольного ребра оказывается существеннониже, чем поперечного в равноудаленныхот трубы точках, При атом отношение тепловой нагрузки, воспринимаемой продоль. ным ребром, к его массе может оказатьсязначительно ниже, че 4 у поперечного,Цель изобретения - повышение тепловой эффективности теплообменной поверхности,Для этого в теплообменной поверхности, содержащей ряды труб с продольными ребрами и поперечными ребрами в виде лепестков, между которыми расположены продольные ребра; лепестки соединены с продольными ребрами по всей поверхности их соприкосновения с образованиемтеплового контакта, Кроме того, для предотвращения возникновения зон с низкой интенсивностью теплообмена каждый лепесток поперечного ребра снабжен по крайней мере двумя турбулизаторами в видепросечек с язычками, отогнутыми относительно плоскости лепестка с образованием перепускных окон-щелей, расположенных по линии касания лепестка с продольным ребром.Сущность предполагаемого изобретения состоит в интенсификации теплообмена греющей среды с теплообменной поверхностью ребер и труб и теплопереноса по материалу ребер.Существенными признаками предполагаемого изобретения являются наличие ряда труб с поперечными и продольными ребрами, соединенными между собой.При сопоставительном анализе с прототипом установлено, что предлагаемая теплообменная поверхность отличается соединением поперечных и продольных ребер по поверхности их соприкосновения с образованием теплового контакта между нимии наличием турбулизаторов на лепестках поперечных ребер в виде просечек с язычками, отогнутыми относительно плоскости поперечного ребра с образованием перепускных окон-щелей, расположенных напротив каждой из труб по линии касания лепестка с продольными ребрами,Таким образомданная теплообменная поверхность соответствует критерию изобретения "новизна", При поиске сходных 102025304045 технических решений в данной области науки и техники таковых не обнаружено, следовательно, данное техническое решение обладает "существенными отличиями",На фиг,1 изображена теплообменная поверхность; на фиг,2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг,З - узел на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б - Б на фиг.З,Теплообменная поверхность содержит ряд параллельных труб с продольными ребрами 2 (изображены плавниковые трубы) и поперечными ребрами 3, каждое из которых состоит из двух половин лепестков 4 и 5, охватывающих по крайней мере две трубы. Наружный контур лепестка может быть прямоугольным или иметь волнообразную форму как у прототипа, Между лепестками 4 и 5 проходят продольные ребра 2, соприкасающиеся с лепестками, Продольные и поперечные ребра соединены между собой, образуя тепловой контакт. Соединение может быть вы пол не но, на и ример, сваркой. Каждый лепесток имеет турбулизаторы б в виде просечек-язычков, отогнутых относительно плоскости ребра с образованием перепускных окон-щелей, расположенных напротив каждой из,труб 1 по линии касания лепестков 4 и 5 с продольным ребром 2, Просечки имеют прямоугольную форму и отогнуты против потока относительно линии изгиба, перпендикулярной поверхности продольного ребра,Работа теплообменной поверхности рассматривается на примере нагревания жидкости, текущей в трубах. При омывании греющей средой поверхностей продольных 2 и поперечных 3 ребер и неоребренных поверхностей труб 1 происходит их нагрев за счет конвекции. Теплота, сообщенная оребрению и трубе, благодаря теплопроводности, передается к внутренней поверхности труб и далее конвекцией к жидкости. Причем вследствие лучших условий тепло- обмена поперечное ребро нагревается до более высоких температур, чем продольное. Наличие теплового контакта между ними приводит к тому, что теплота от более нагретых лепестков 4 и 5 поперечного ребра 3 перетекает к менее нагретому ребру 2, которое, будучи более толстым и обладая мень-. шим термическим сопротивлением, эффективнее передает теплоту трубе 1 и затем жидкости, что в целом повышает эффективность теплообменной поверхности, Турбулизаторы повышают эффективность теплообмена греющей среды с трубами и корневыми частями продольных ребер. С другой стороны, при использовании топлива, дающего при сгорании мелкодисперсные твердые продукты сгорания,турбулизаторы, создавая завихрения в потоке, препятствуют скоплению этих продуктов в зоне пересечения ребер с трубами,Предварительные расчеты показали, что соединение продольных и поперечных ребер и введение турбулизаторов интенсифицирует приток тепла к жидкости на 3 - 7.Технические и реимущества и редлагаемой теплообменной поверхности по сравнению с прототипом состоит в наличии теплового контакта между продольными и поперечными ребрами турбулизаторов на поперечных ребрах,Положительный эффект, который может быть достигнут при использовании предлагаемой теплообменной поверхности по сравнению с прототипом, состоит в повышении тепловой эффективности оребрения, а следовательно, и теплообменной поверх.ности в целом ориентировочно на 3-7 О, Кроме того, снижается загрязняемость теплообменной поверхности. Формула изобретения1. Теплообменная поверхность, содержащая ряды труб с поперечными ребрами ввиде двух лепестков с вырезами под трубы, .5 соединяющих по крайней мере две смежные трубы, а также с расположенными между лепестками продольными ребрами, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что с целью интенсификации теплообмена, лепестки попереч 1 О ных ребер примыкают к поверхностипродольных ребер с образованием теплового контакта,2. Поверхность по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что на участках лепестков, примы 15 кающих к поверхности продольных ребер,выполнены просечки с язычками, отогнутыми относительно плоскости лепестка с образованием перепускных щелей,3. Поверхность по пп.1 и 2, о т л и ч а ю 20 щ а я с я тем, что отогнутые язычки расположены в плоскости, перпендикулярнойплоскости продольного ребра..Реда к аз 2386 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5