Теплообменная поверхность

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1405.74 (21) 2019578/24-06с присоединением заявки Но -Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 23, 11, 81 И.М.Калнинь, В.Н.Кротков., Т.М.Сутырина, А.Ц.Сергеева и О,А.Сергеев(54) ТЕПЛООБМЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ Изобретение относится к элементамконструкции теплообменных аппаратов,испарителей и конденсаторов холодильных машин и может быть использовано в холодильном машиностроении.,Известны теплообменные поверхности , например конденсаторов холодильных машин, содержащие трубыс наружным оребрением, выполненнымв виде пластин, снабженных прямоугольными гофрами, имеющими поперечные прорези,Однако известные теплообменныеповерхности имеют недостаточно высокую эффективность.теплоотдачи,так как в вершинах гофр при сойрикосновении ребер друг с другом образуются гладкие непрерывные участкивдоль потока воздуха по всей ширинеребра и компактности теплопередающейповерхности вследствие того, чтовершины гофр имеют плоскую форму.Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение компактностиЭта цель достигается тем, чтопрорези выполнены по всей шириневершины гофра и их кромки отогнутыв разные стороны относительно вершины. Причем кромки прорезей отогнутына расстояние, равное вершине гсфра.А также тем, что на боковых стенках гофров выполнены дополнительныепрорези, соединенные с прорезями навершинах, и их общие кромки отогнутыв разные стороны от плоскости плас-тин,Кроме того, каналы, образованныекромками, имеют круглое сечение.Причем противолежащие части кромок каждой прорези расположены соответственно в плоскости пластины иперпендикулярно ей.На Фиг. 1 изображен один иэвариантов выполнения предлагаемойтеплообменной поверхности, когдакромки отогнуты в разные стороныотносительно вершины гофра, а боко-20 вые стенки последнего перпендикулярны плоскости ребра; на фиг. 2то же, когда каналы, образованныекромками, имеют круглое сечениетна Фиг. 3 - то же, когда противолежащие части кромок каждой прорезирасположены соответственно в плоскости пластины и перпендикулярно ей,Теплообменная поверхность содержиттрубу 1, ребра 2, снабженные гофрамиЗ 0 Э, имеющими поперечные прорези 4883647 10 15 35 40 45 50 60 с отогнутыми кромками 5, величинасдвига которых одних относительнодругих должна быть не менее 1,5-2 мм и не более высоты гофра, ограниченной величиной шага ребер.Гофры 3 могут иметь различный профиль с образованием каналов с сечением, имеющим различную форму: прямоугольную, круг, щелевую, ромб или форму, изображенную на Фиг. 3.Форма сечения каналов определяется,исходя из условий компактности, эффективности теплообмена, коэффициента оребрения, технологии из - готовления и весовых характеристик.Так Форма каналов у .теплообменной поверхности, изображенной на фиг. 1, определяется технологичес-. кими условиями, эффективностью теплообмена, а также условиями компактности, так как при сохранении прерывистости ребер обеспечивает максимальную компактность, а именно: газовая среда, протекая вдоль поверхности вершин гофр, в местах прорезей срывается с этой поверхности, и поскольку длина участков ре" бер между прорезями мала (3-4 мм), то толщина пограничного слоя потока, нарастающая по мере его продвижения вдоль стенки, в конце участка также невелика. На следующем участке пограничный слой формируется вновь и также на протяжении всего участка имеет небольшую толщину. Малая толщина пограничного слоя, представляющего, основное сопротивление тепло- отдачи, обусловливает высокую эффективность теплоотдачи. При срыве потока с поверхности ребра в месте прорези и сдвига кромок частицы потока, которые находились в пристенном слое, оказываются в ядре потока.Таким образом, обеспечивается интенсивное перемешивание частиц потока, что повышает эффективность теплоотдачи. Кроме того, при срыве потока с коротких участков гофр имеетместо турбулизация потока, также говышающая эффективность теплоотдачи со стороны газовой среды на гофрированных участках ребер примернов два раза выше, чем на гладкихсплошных ребрах. При выборе высотыгофр, равной шагу ребер 1 , поверхность гофрированных участков реберувеличивается за счет поверхностибоковых стенок гофр в три раза. Поверхность вершин гоф сза счет изгибЯувеличивается в -д:- = 1,55 раза. Общее увеличение Компактноститеплопередающей поверхности в рас- .сматриваемом варианте по сравнениюс гладкими ребрами при одинаковомшаге ребер составляет примерно 2,2раза. Примерно во столько же разуменьшается гидравлический диаметр сечения, что соответствует увеличениюкоэффициента теплоотдачи со стороны 65 газовой среды минимум на 20 ., Кроме того, имеет место увеличение коэфФициента теплоотдачи за счет прерывистости вершин гофр, котороесоставляет минимум 30 . В этом варианте выполнения увеличение компактности поверхности и эффективноститеплоотдачи приведет к тому, чтопри сохранении шага ребер и степениоребрения габариты теплообменникапо сравнению с аппратом, где использованы гладкие сплошные ребра, уменьшается примерно в 2,2 раза, а веспримерно на 25 ,форма каналов у теплообменнойповерхности, изображенной на фиг, 2,определяется из условий коэффициентаоребрения и технологии изготовления,Эту поверхность целесообразно использовать при большом шаге ребер(6-8 мм), при этом габариты теплообменника уменьшаются в 1,6 раза,вес на 50по сравнению с.теплообменниками, содержащими теплообменныеповерхности, имеющими гладкие сплошные ребра.Эффективность ребра достигаетсяза счет прерывистости стенок гойр,обеспечивающей срыв потока средыпо всей гофрированной части ребра,Высота гофр этого варианта теплообменной поверхности принимается равнойполовине шага ребер.форма каналов у теплообменной поверхности, изображенной на Фиг. 3,определяется условиями компактности,эффективности теплообмена и весовыми характеристиками,Для возможности сборки ребер сшагом 1 необходимо в местах прорезейудалить часть материала ребра шириной , например , 0,5 мм. Боковые стенки гофров целесообразно сдвинуть относительно друг друга на величину Й=, обеспечивающуюсодинаковое расстояние между боковыми стенками, где Г - величина сдвига, с - ширина гофров.Сдвиг боковых стенок обеспечивает их прерывистость. В результате все стенки гофр оказываются прерывистыми, эффективность теплоотдачи столь же высока, как, в предыдущем варианте (фиг. 2), а компактность поверхности значительно выше, Этот вариант выполнения целесообразен тогда, когда выдвигаются высокие требования как по компактности, так и по всему, при относительно небольшом шаге (3-4 мм) и высоких степенях оребрения. При одинаковом шаге и одинаковой. степени оребрения габариты теплообменника в этом варианте по сравнению с теплообменником, имеющим гладкие сплсшнце ребра, уменьшается примерно в 2,2 раза, а вес - на 50 . Однакбэтот вариант теплообменной поверхности более сложен в изготовлении,Изобретение позволяет обеспечить высокие коэффициенты теплоотдачи при различных степенях чистоты омывающей ребра среды.Формула изобретения1. Теплообменная поверхность, например, конденсатора холодильной машины, содержащая трубы с наружным оребрением, выполненным в виде пластин, снабженных прямоугольными гофрами, имеющими поперечные прорези, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификация теплообмена и повышения компактности, прорези выполнены по всей ширине вершины гофра и их кромки отогнуты в разные стороны относительно вершины. 2, Поверхность по. п, 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кромкипрорезей отогнуты на расстояние,равное высоте гофра.3. Поверхность по п. 1, о т л и"ч а ю щ а я с я тем, что на боковыхстенках гофров выполнены дополнительные прорези, соединенные с прорезямина вершинах, и их общие кромкиотогнуты в разные стороны от плос кости пластин,4. Поверхность по п. 3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что каналы, образованные кромками, имеют круглоесечение.5. Поверхность по п. 3. о .т л и 1 э ч а ю щ а я с я тем, что противолежащие части.кромок каждой црореэирасположены соответственно в плоскости пластины и перпендикулярно ей,