Теплообменный элемент

СО 1 ОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕС 11 УБЛИН 5)4 Г 28 Г 1/4 ВТОРСНОМУ С 43й институт низмаей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Физико-техническиких температур АК УССР(56) 1. Авторское свидетельство ССУ 712641, кл, Р 28 Г 3/02, 1978,2. Авторское свидетельство СССРВ 872937, кл. Р 28 Р 1/44, 1979. ЫЙ ЗЛЕИЕКТ ви наружным тлич аю- целью интенсисздкн выполалами, открыакрытыми с112. Элемент по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что продольные каналы внутренней и наружной насадок ориентированы встречно.3. Элемент по п,1,2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что внутренний насадок выполнен в виде стакана с продольными ребрами на наружной 93429поверхности, образующими каналы, а наружный насадок - в виде муфты с соответствующими продольными ребрами на внутренней поверхности.4. Элемент по п,3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в ребрах стакана и муфты дополнительно выполнены продольные канавки.1 О 15 20 30 40 Изобретение относится к теплообмепной аппаратуре и может быть использовано в энергетической промышленности,Известен теплообменный элемент смногослойным оребрением пластин ввиде шарон разного диаметра в смежных слояхПедостатками теплообменного элемента являются значительные габариты, недостаточная интенсификациятеплообглеега и повышенное гидравлическое сопротивление из-за большойдлины элемента в направлении движения теплоносителя.Наиболее близким к изобретениюявляется теплообменный элемент в виде трубы с вггутренним и наружным пористыми насадками 12.Недо"татками известного тегшообглеггного элемента являются низкая интенсивность теплообмена из-за отсутствия циркуляции теплоносителя через" пористые насадки и небольшого коэффициента оребрения, а также большиегабариты вниду боггьшой длины перфо- .рированных пластин в направлениидвглжеггия теплоносителя, приводящиек повьппенным гидравлическим сопротивлениям.Цель изобретения - интенсификация теплообмена.1Указанная цель достигается тем,что и известном теплообменном эле-менте в виде трубы с внутренним инаружным пористыми насадками, насадки выполнены с продольными каналами,открытыми с одного конца и закрытыми .с. противоположного. Кроме того,продольные каналы внутренней и наружной насадок могут быть ориентированы встречно, внутренний насадок может быть выполнен в ниде стакана с продольными ребрами на наружной поверхности, образугощими каналы, наружный насадок - в виде муфты с соответствующими продольными ребрами га внутренней поверхности, а в ребрах стакана и муфты дополнительно могут быть вьпголнены продольные канавки.Пористый материал для насадок изготавливают из сферического порошка бронзы, меди, железа, нержавеющей стали и других материалов с высокой теплопроводностью, Для стабилизации характеристик пористого материала дисперсность размера частиц в порошке должна быть минималной. Сферический порошок сортируют на ситах по диаметру на фракпии: 63; 100; 200;400; 600; 800 и 1000 мкм, Перед формовкой ц прессованием порошок одной Фракции, например - 1000-800 мкм, смешивают с пластификатором, например парафином. Формовку пористых заготовок для теплообменных элементов выполняют в пресс-Формах на вибростоле свободной засыпкой. Для получе ния тговьппенных механических свойств заготовок ответственного назначения штучные заготовки: диски, кольца, втулки Формуют и прессуют в прессформах, трубы и стержни длиной до 500 мм прессуют через мундштук, ленты шириной до 300-400 мм прокатывают между валками.Заключительными операциями изготовления пористых иэделий являются спекание в восстановительной среде, т.е. нагрев и выдержка в течение 1,5 ч при температуре спекания, меньшей на 20 в З температуры плавления, и очистка пор от выгоревшего пластификатора. Для повышения коэффициента теплопередачи в контакте трубу и пористые насадки пропаивают . по всей поверхности сопряжения, например, припоем ПОСили ПОС. Процесс. пайки состоит из следующих основных операций: механической обработки деталей пористых насадок с зазором 0,05 мм на сторону, при ко- торой на обработанной поверхности закрываются поры; размерного лужения трубы и обработанных поверхностей насадок, сборки и нагрева в восстановительной среде теплообменных элементов до температуры плавления припоя.На фиг,1 схематично изображен предлагаемый теплообменный элемент с продольными каналами в пористых насадках; на фиг.2 - то же, поперечное сечение; на фиг.3 - теплообменный элемент со встречно ориентированными продольными каналами внутренней и наружной насадок; на фиг.4 - то же, с внутренним насадком в виде стакана и с наружным насодком в виде муфты; на фиг,5 - то же, поперечное сечение; на фиг.6 - теплообменный элемент с дополнительными продольными канавками в ребрах стакана и муфты; на фиг.7 - то же, поперечное сечение.Теплообменный элемент содержит трубу 1, внутренний пористый насадок 2, наружный пористый насадок 3 и выполненные в насадках 2 и 3 продольные каналы 4, открытые с одного конца и закрытые с противоположного.Внутренний насадок 2 может быть вы-: полнен в виде стакана 5 .с продольными ребрами 6 на наружной поверхности, образующими каналы 4, а наружный насадок 3 - в виде муфты 7 с соответствующими продольными ребрами 8 на внутренней поверхности, Стакан 5 состоит из днища 9 и фланца 10, а муфта 7 - из фланца 11 и внутреннего кольцевого выступа 12. В ребрах 6 193429 4стакана 5 могут быть дополнительновыполнены продольные канавки 13, ав ребрах 8 муфты 7 - продольные канавки 14,Теплообменный элемент работаетследующим образом.Поток рабочего тепла поступает потрубе 1 во внутреннюю полость стакана 5, проходит через поры стенки в1 О радиальном направлении, собираетсяснаружи в глухих каналах 4 стакана 5и направляется по этим каналам далее .по трубе 1 к выходу из теплообменного элемента. В процессе прохода че 15 рез поры стакана 5 рабочее тепло разделяется на мелкие струйки и интенсивно охлаждается, соприкасаясь сразвитой поверхностью пористого материала, который передает это тепло за2 О счет теплопроводности трубе 1, которая в свою очередь передает тепло засчет теплопроводности муфте 7. Потокхолодоносителя из межтрубного прост.ранства теплообменника поступает в25 глухие каналы 4 муфты 7 через порыстенки в радиальном направлении, собирается в глухих каналах 4 и выводится в коллектор теплообменника.В процессе прохода через порыЗО муфты 7 холодоноситель также разделяется на мелкие струйки и, соприкасаясь с развитой поверхностью лорис.того материала, интенсивно отбираеттепло от муфты 7.Использование развитой поверхности фильтрации пористого материаладля оребрения трубы позволяет увеличить коэффициент оребрения трубы иинтенсифицировать теплообмен в целом. Для уменьшения гидравлическихпотерь предлагаемый теплообменныйэлемент имеет развитую поверхность.фильтрации и небольшую толщину стенок, через которые проходят рабочеетепло и холодоноситель, Пористостьматериала подбирают в зависимостиот вязкости рабочего тепла и холодоносителя, 11934291 1,93429 Составитель В,Косенк хред М,Пароцай К ор М,Дем каэ 7303/40 Т ВНИИЛИ Госу по делам 113035, М"Патент", г. Ужгород. ул л ктор М.Бланара е раж 622 арственного ком изобретений и о сква, Ж, Рау Подписноеета СССРрытий