Композиционный цилиндрический теплообменник с внутренними полостями
Полезная модель относится к изделиям цилиндрической формы, изготовленным сваркой взрывом и предназначается для использования в криогенных, химических и энергетических установках. Теплообменник содержит наружную металлическую оболочку и трубчатые полостеобразующие элементы 1, имеющие в поперечном сечении форму криволинейного четырехугольника и отличается тем, что наружную оболочку выполняют трехслойной из материалов с пониженной теплопроводностью, в которой наружный слой 5 - из коррозионно-стойкого металла - титана, внутренний 2 - из аустенитной стали, а теплозащитный слой 6 между ними - из интерметаллидов системы титан-сталь толщиной 70-80 мкм, при этом титановый слой соединен со стальным сваркой взрывом по всей поверхности соприкосновения с последующим формированием интерметаллидного слоя термической обработкой, все медные слои соединены между собой и со стальным слоем сваркой взрывом сплошными сварными соединениями 3, 4, радиус кривизны поверхностей соприкосновения полостеобразующих элементов с центральной внутренней полостью 7 соответствует радиусу окружности, вписанной в ее поперечное сечение. Внутренние полости 8 расположены симметрично относительно продольной оси изделия. Технический результат, который обеспечивается при осуществлении данной полезной модели - высокое качество сварки и герметичность всех металлических слоев, снижение в 27-45 раз, в сравнении с прототипом, термического сопротивления медных слоев при теплообмене вещества, находящегося в центральной внутренней полости с веществами в смежных с ней внутренних полостях, снижение в 69-80 раз теплообмена веществ, находящихся во внутренних каналах изделия с окружающей средой и более высокая, чем у сталей, стойкость его в агрессивных окружающих средах.
Полезная модель относится к изделиям цилиндрической формы, изготовленным сваркой взрывом и предназначается для использования в криогенных, химических и энергетических установках.
Известна конструкция многоканального цилиндрического теплообменника, полученного сваркой взрывом (Ю.П.Трыков, С.П.Писарев. Изготовление теплообменных композиционных элементов с помощью взрывных технологий / Сварочное производство 
6, 1998 г., С.35), в которой внутри стальной оболочки располагаются медные полостеобразующие элементы. Соединение стальной оболочки с медными полостеобразующими элементами формируется по схеме сварки взрывом цилиндрических заготовок, а соединение последних с центральным полостеобразующим элементом и между собой формируется благодаря введению дополнительных латунных стержней, которые при термической обработке после взрывного воздействия способствуют образованию локальных неразъемных соединений между медными полостеобразующими элементами.
Недостатком данной конструкции является наличие в ней центрального трубчатого полостеобразующего элемента, который после сварки взрывом остается в изделии и при его эксплуатации создает дополнительное термическое сопротивление при теплообмене теплоносителя, прокачиваемого через центральную полость изделия с веществами, находящимися в смежных полостях. Из-за отсутствия сплошных сварных соединений между стенками полостеобразующих элементов создаются дополнительные препятствия для передачи тепла между теплоносителями, находящимися в смежных каналах изделия. При эксплуатации изделия в условиях циклических нагрузок (вибрации) возможно разрушение локальных очагов сварки как в зонах соединения стали с медью, так и в зонах соединения медных полостеобразующих элементов между собой. Трубчатая оболочка в данной конструкции выполняется из стали, что, в ряде случаев, не обеспечивает достаточной коррозионной стойкости изделий в агрессивной окружающей среде. Все это ограничивает возможные области применения данной конструкции, в теплообменной аппаратуре.
Наиболее близкой по технической сущности является цельносварная конструкция композиционного цилиндрического теплообменника с внутренними полостями, полученного сваркой взрывом с последующей термической обработкой, приводящей к частичному оплавлению поверхностных слоев биметаллических полостеобразующих элементов и образованию при этом сплошных сварных соединений между всеми составляющими изделия (Патент РФ на полезную модель 79477, МПК В23K 101/14, В23K 20/08 опубл. 10.01.2009, бюл. 1 - прототип), содержащая биметаллические трубчатые полостеобразующие элементы с наружными слоями из латуни, внутренними - из меди, отличающийся тем, что в каждом полостеобразующем элементе слой из латуни соединен со слоем из меди плазменной металлизацией по всем поверхностям их соприкосновения. Биметаллические полостеобразующие элементы расположены вплотную друг к другу на поверхности центрального стального трубчатого полостеобразующего элемента по кольцу, все смежные биметаллические полостеобразующие элементы соединены между собой и с центральным стальным полостеобразующим элементом по всем поверхностям контакта взрывным прессованием с последующим оплавлением латунных слоев, имеющих толщину 10-30 мкм. В поперечном сечении биметаллические полостеобразующие элементы имеют форму, криволинейного четырехугольника, при этом радиус кривизны поверхностей их соприкосновения с центральным стальным полостеобразующим элементом соответствует наружному радиусу поперечного сечения последнего, а радиус кривизны наружных поверхностей биметаллических полостеобразующих элементов соответствует радиусу окружности, описанной вокруг поперечного сечения теплообменника. Роль наружной металлической оболочки в этой конструкции выполняет латунный слой толщиной 10-30 мкм.
Недостатком данной конструкции является наличие в ней стального центрального трубчатого полостеобразующего элемента, который остается в изделии после сварки взрывом и, при его эксплуатации, создает значительное термическое сопротивление при теплообмене теплоносителя прокачиваемого через центральную полость изделия с веществами, находящимися в смежных полостях. Кроме того, изделия с такой конструкцией нельзя использовать в аппаратуре, где требуется пониженный теплообмен веществ-теплоносителей, находящихся во внутренних полостях изделия, с окружающей средой из-за низкого термического сопротивления металлическиз слоев, а также в агрессивных средах из-за недостаточно высокой коррозионной стойкости материала наружной оболочки - латуни, контактирующего с окружающей средой. Все это ограничивает возможные области применения таких изделий в теплообменной аппаратуре.
Задачей при разработке данной полезной модели является создание новой цельносварной конструкции композиционного теплообменника с внутренними полостями, обладающего осевой симметрией, с пониженным термическим сопротивлением стенок металлических полостеобразующих элементов при теплообмене вещества, находящегося в центральной внутренней полости с веществами в смежных с ней внутренних полостях, с одновременным снижением теплообмена этих веществ с окружающей средой, с обеспечением высокой герметичности металла полостеобразующих элементов, повышенной стойкости изделия в таких агрессивных окружающих средах где применение коррозионно-стойких сталей нецелесообразно из-за их недостаточной коррозионной стойкости.
Технический результат, который обеспечивается при осуществлении данной полезной модели - получение конструкции, обладающей осевой симметрией, с качественными сплошными сварными соединениями трубчатой оболочки с трубчатой промежуточной прослойкой, а также между всеми полостеобразующими элементами и трубчатой промежуточной прослойкой без нарушений герметичности свариваемых металлов, снижение теплообмена веществ, находящихся во внутренних полостях изделия с окружающей средой, получение пониженного термического сопротивления стенок металлических полостеобразующих элементов при теплообмене вещества, находящегося в центральной внутренней полости с веществами в смежных с ней внутренних полостях, с обеспечением при этом повышенной стойкости изделия в таких агрессивных окружающих средах, где применение сталей не представляется возможным из-за их недостаточной коррозионной стойкости.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции цилиндрического теплообменника с внутренними полостями, содержащей наружную металлическую оболочку и трубчатые полостеобразующие элементы, имеющие в поперечном сечении форму криволинейного четырехугольника, наружную оболочку выполняют трехслойной из материалов с пониженной теплопроводностью, в которой наружный слой выполняют из коррозионностойкого металла - титана, внутренний - из аустенитной стали, а теплозащитный слой, расположенный между титаном и сталью - из интерметаллидов системы титан-сталь толщиной 70-80 мкм, при этом титановый слой соединен со стальным сваркой взрывом по всей поверхности соприкосновения с последующим формированием сплошного теплозащитного интерметаллидного слоя термической обработкой, все медные полостеобразующие элементы расположены на внутренней поверхности стального слоя оболочки по кольцу и соединены с ней и между собой сваркой взрывом по всем поверхностям контакта сплошными сварными соединениями, радиус кривизны поверхностей соприкосновения полостеобразующих элементов с центральной внутренней полостью соответствует радиусу окружности, вписанной в ее поперечное сечение.
В отличие от прототипа в предложенной конструкции наружную оболочку выполняют трехслойной из материалов с пониженной теплопроводностью, в которой наружный слой выполняют из коррозионностойкого металла - титана, внутренний - из аустенитной стали, а теплозащитный слой, расположенный между титаном и сталью - из интерметаллидов системы титан-сталь толщиной 70-80 мкм. Наружный слой из титана обеспечивает необходимую высокую коррозионную стойкость изделия в таких агрессивных внешних окружающих средах, где стали применять нельзя из-за их быстрого разрушения. У титана сочетаются высокая прочность, пластичность и коррозионная стойкость с низкой плотностью и теплопроводностью. Поскольку он обладает в 1,7 раза меньшей плотностью, чем сталь, то применение его в данной конструкции позволило значительно снизить ее массу. Благодаря высоким пластическим свойствам титана при сварке взрывом в нем не происходит трещинообразования, снижающего герметичность металла оболочки. Благодаря хорошей свариваемости титана с аустенитной сталью, между ними при сварке взрывом на оптимальных режимах образуется прочное сплошное сварное соединение без непроваров, оплавов и других дефектов, снижающих качество получаемых изделий. Внутренний слой оболочки предложено выполнять из аустенитной стали, обладающей низкой теплопроводностью как и титан, что, в сочетании с наружным титановым слоем, способствует существенному снижению теплообмена веществ-теплоносителей, находящихся во внутренних полостях изделия с внешней окружающей средой. Такая сталь обладает достаточно высокими прочностными и пластическими свойствами и при сварке взрывом на оптимальных режимах в ней не происходит трещинообразования, снижающего качество изделия. Благодаря хорошей свариваемости аустенитной стали и с титаном и с медными полостеобразующими элементами, то этот промежуточный стальной слой обеспечивает повышенную прочность цельносварного изделия в целом.
Предложено между титаном и сталью размещать теплозащитный слой из интерметаллидов системы титан-сталь толщиной 70-80 мкм, что обеспечивает без увеличения массы изделия дополнительное термическое сопротивление трехслойной наружной оболочки, что способствует снижению нежелательных потерь тепловой энергии при теплообмене веществ-теплоносителей, находящихся во внутренних полостях изделия с окружающей средой.
В предлагаемой конструкции титановый слой соединен со стальным сваркой взрывом по всей поверхности соприкосновения с последующим формированием сплошного теплозащитного интерметаллидного слоя термической обработкой, что обеспечивает равномерность толщины теплозащитного слоя и высокую прочность соединения с ней обоих контактирующих с ней металлических слоев - титана и стали. Формирование теплозащитного интерметаллидного слоя с толщиной менее 70 мкм является экономически нецелесообразным из-за его недостаточного вклада в суммарное термическое сопротивление наружной оболочки при теплообмене веществ-теплоносителей с окружающей средой. Толщина такого слоя более 80 мкм является чрезмерной, поскольку при этом изделие приобретает склонность к расслаиванию в зонах соединения прослойки с титаном и сталью при циклических изгибающих нагрузках.
В предложенной конструкции все медные полостеобразующие элементы расположены на внутренней поверхности стального слоя оболочки по кольцу и соединены между собой и со стальным слоем сваркой взрывом по всем поверхностям контакта сплошными сварными соединениями, что придает дополнительную прочность предлагаемой конструкции, снижает термическое сопротивление промежутков между смежными полостями.
В предложенной конструкции радиус кривизны поверхностей соприкосновения полостеобразующих элементов с центральной внутренней полостью соответствует радиусу окружности, вписанной в ее поперечное сечение, благодаря чему обеспечивается гладкая цилиндрическая поверхность металла медных полостеобразующих элементов, контактирующего с центральной внутренней полостью изделия, тем самым снижается гидравлическое сопротивление при пропускании через нее жидких веществ-теплоносителей.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где изображен внешний вид изделия. Композиционный теплообменник с внутренними полостями состоит из двенадцати медных полостеобразующих элементов 1, имеющих в поперечном сечении форму криволинейного четырехугольника, расположенных вплотную друг к другу по кольцу на внутренней поверхности внутреннего слоя 2 наружной оболочки из аустенитной стали с пониженной теплопроводностью. Все медные полостеобразующие элементы соединены между собой и с внутренним слоем 2 оболочки из аустенитной стали сваркой взрывом по всем поверхностям контакта сплошными сварными соединениями 3, 4. Наружный слой 5 оболочки выполняют из коррозионно-стойкого металла - титана, обладающего пониженной теплопроводностью. Этот слой соединен с внутренним слоем 2 оболочки теплозащитным слоем 6 из интерметаллидов системы титан-сталь сформированного после сварки взрывом термической обработкой. Радиус кривизны поверхностей соприкосновения полостеобразующих элементов 1 с центральной внутренней полостью 7 соответствует радиусу R окружности, вписанной в ее поперечное сечение. Все внутренние полости 8 медных полостеобразующих элементов расположены симметрично относительно продольной оси изделия. Отсутствие в конструкции данной полезной модели центрального полостеобразующего элемента, в сравнении с прототипом, позволяет существенно повысить эффективность теплопередачи при теплообмене теплоносителя, находящегося в центральной внутренней полости с веществами в медных полостеобразующих элементах.
Работа композиционного теплообменника с внутренними полостями осуществляется следующим образом. Вставляют полученное изделие в заранее просверленные отверстия в стенках химического агрегата и сваривают наружный слой 5 оболочки из титана со стенками агрегата, например сваркой плавлением, а затем с двух торцевых сторон изделия приваривают к медным полостеобразующим элементам 1 металлические трубопроводы для раздельного пропускания через центральную внутреннюю полость изделия 7 и через внутренние полости 8 медных полостеобразующих элементов 1 жидкостей или газов-теплоносителей, а также нагреваемых или охлаждаемых жидких или газообразных веществ. Вещества-теплоносители пропускают, например, через внутренние полости 8 медных полостеобразующих элементов, а вещество-теплоприемник, пропускают через центральную внутреннюю полость 7. Теплообмен между этими веществами осуществляется через однослойные тонкие стенки медных полостеобразующих элементов, с малым термическим сопротивлением. Трехслойная наружная оболочка, состоящая из титана, стали и теплозащитного слоя из интерметаллидов системы титан-сталь, сформированный после сварки взрывом термической обработкой, обладающая высоким термическим сопротивлением, существенно ограничивает нежелательный теплообмен веществ, находящихся во внутренних полостях изделия, с окружающей средой, способствует снижению потерь тепловой энергии. Наружный слой 5 оболочки из коррозионно-стойкого металла - титана защищает композиционный цилиндрический теплообменник с внутренними полостями от воздействия агрессивных окружающих сред.
Пример исполнения 1. Исходными материалами для изготовления полостеобразующих элементов были 12 труб из меди M1 (ГОСТ 859-78) с наружным диаметром D п.н=14 мм, внутренним - Dп.в=11,6 мм, с толщиной стенок Тп=1,2 мм. Коэффициент теплопроводности меди M1 
Cu=410 Вт/(м·К). Заполненные водным наполнителем, удаляемым после сварки, полостеобразующие элементы располагают на наружной поверхности удаляемого после сварки взрывом центрального полостеобразующего элемента с наружным диаметром 40 мм из материала, не образующего сварных соединений с медью и дробящегося в процессе взрывного воздействия. Полученный пучок из труб размещают соосно внутри стальной трубы из аустенитной стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), обладающей пониженной теплопроводностью. Ее коэффициент теплопроводности ст=17 Вт/(м·К), что примерно в 4 раза ниже, чем у обычных углеродистых сталей. Наружный диаметр промежуточной прослойки - 75 мм, внутренний - 71 мм, длина - 250 мм. Полученную при этом сборку размещают внутри трубы из титана ВТ1-00. Его коэффициент теплопроводности Ti=19,3 Вт/(м·К), то есть такой же низкий, как у аустенитной стали 12Х18Н10Т. В то же время по коррозионной стойкости во многих агрессивных средах, например, в азотной кислоте, титан превосходит многие коррозионно-стойкие стали. Наружный диаметр титановой трубы - 80 мм, внутренний - 76 мм, длина - 250 мм. Снаружи титановой трубы располагают цилиндрический контейнер с зарядом взрывчатого вещества и производят инициирование в нем процесса детонации с помощью электродетонатора.
Параметры схемы сварки взрывом подобраны таким образом, что в процессе взрывного воздействия происходит высокоскоростная радиальная деформация титановой трубы и при ее соударении со стенкой стальной трубы титан сваривается со сталью, затем происходит совместное деформирование образовавшейся при этом титано-стальной оболочки и при соударении ее с пучком из труб медные полостеобразующие элементы деформируются, приобретая при этом в поперечных сечениях форму криволинейого четырехугольника, ликвидируются воздушные промежутки между всеми полостеобразующими элементами и внутреннм стальным слоем оболочки, при этом свариваются между собой в зонах контакта все металлические слои. Извлекают из центральной внутренней полости сваренной заготовки материал раздробленного центрального полостеобразующего элемента, например, с помощью электровибратора. Водный наполнитель удаляется из всех полостей после взрывного нагружения самопроизвольно при разгрузке сжатой системы. После этого термической обработкой формируют между титановым и стальным слоем оболочки теплозащитный слой в виде сплошного теплозащитного интерметаллидного слоя из интерметаллидов системы титан-сталь с пониженной теплопроводностью толщиной 70 мкм. Затем механической обработкой удаляют у заготовки концевые части с краевыми эффектами.
В результате получают цельносварное изделие с центральной внутренней полостью цилиндрической формы и с двенадцатью полостями имеющими в поперечных сечениях форму криволинейного четырехугольника, без нарушений осевой симметрии и герметичности металлических слоев, со сплошным теплозащитным слоем из интерметаллидов системы титан-сталь между слоями из титана и стали трехслойной наружной оболочки с толщиной Тинт=70 мкм. Его внутренний диаметр - 40 мм, наружный - 72 мм, длина - 220 мм.
В полученном изделии в процессе его эксплуатации теплообмен между веществом-теплоносителем, находящимся в центральной внутренней полости, и веществами внутри медных полостеобразующих элементов происходит только через их медные стенки с такой же толщиной, как до деформирования в процессе сварки взрывом (Тп=1,2 мм) с термическим сопротивлением Rп=Tп:Cu=0,0012:410=2.9·10-6 К/(Вт/м 2), что в 45 раз меньше, чем у прототипа. Теплообмен между теплоносителем, находящимся внутри медных полостеобразующих элементов с окружающей средой происходит через их медные стенки с термическим сопротивлением Rп=2.9·10-6 К/(Вт/м 2), через внутренний стальной слой трехслойной наружной оболочки с толщиной Тст=2,3 мм с термическим сопротивлением Rст=Тст:ст=0,0023:17=135,2·10-6 К/(Вт/м 2), через теплозащитный слой из интерметаллидов с толщиной Тинт=70 мкм с коэффициентом теплопроводности инт=4,5 Вт/(м·К), с термическим сопротивлением Rинт=Тинт:инт=0,00007:4,5=15,6·10-6 К/(Вт/м 2) и через наружный слой из титана с толщиной ТTi =2,3 мм с термическим сопротивлением RTi=ТTi :Ti=0,0023:19,3=119,2·10-6 К/(Вт/м 2). Суммарное термическое сопротивление такой многослойной композиционной стенки Rсум=(2,9+135,2+15,6+119,2)·10 -6=272,9·10-6 К/(Вт/м2), что в 69 раз больше, чем у изделий, полученных по прототипу, при этом также обеспечивается повышенная стойкость изделия в агрессивных, например, в кислотных окружающих средах. Теплозащитный слой из интерметаллидов системы титан-сталь повысил суммарное термическое сопротивление Rсум при теплообмене веществ-теплоносителей с окружающей средой на 6%, что способствует существенной экономии тепловой энергии при эксплуатации изделия.
Пример исполнения 2. То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Металлические полостеобразующие элементы в виде труб изготавливают с внутренним диаметром Dп.в=10,8 мм, с толщиной стенок Тп=1,6 мм. Исходный наружный диаметр стальной трубы - 76 мм, внутренний - 72 мм. Наружный диаметр титановой трубы - 81 мм, внутренний - 77 мм. Толщина теплозащитного слоя T инт=75 мкм, его термическое сопротивление Rинт =Tинт:инт=0,000075:4,5=16,7·10-6 К/(Вт/м 2). Результат тот же, что в примере 1, но теплообмен между веществом-теплоносителем, находящимся в центральной внутренней полости и веществами внутри медных полостеобразующих элементов происходит через их медные стенки толщиной Тп=1,6 мм с термическим сопротивлением Rп=Tп:Cu=0,0016:410=3.9·10-6 К/(Вт/м 2), что в 34 раза меньше, чем у изделия, полученного по прототипу. При теплообмене между теплоносителем, находящимся внутри медных полостеобразующих элементов с окружающей средой суммарное термическое сопротивление Rсум=(3,9+135,2+16,7+119,2)·10 -6=275,9·10-6 К/(Вт/м2), что в 70 раз больше, чем у прототипа. Теплозащитный слой из интерметаллидов системы титан-сталь повысил суммарное термическое сопротивление Rсум при теплообмене веществ-теплоносителей с окружающей средой на 6,5%.
Пример исполнения 3. То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Металлические полостеобразующие элементы в виде труб изготавливают с внутренним диаметром D п.в=10 мм, с толщиной стенок Тп=2 мм. Исходный наружный диаметр стальной трубы - 79 мм, внутренний - 74 мм. Наружный диаметр титановой трубы - 84 мм, внутренний - 80 мм.. Толщина теплозащитного слоя Tинт=80 мкм, его термическое сопротивление Rинт=Tинт:инт=0,00008:4,5=17,8·10-6 К/(Вт/м 2). Результат тот же, что в примере 1, но теплообмен между веществом-теплоносителем, находящимся в центральной внутренней полости и веществами внутри медных полостеобразующих элементов происходит через их медные стенки толщиной Тп=2 мм с термическим сопротивлением Rп=Tп:Cu=0,002:410=4,9·10-6 К/(Вт/м 2), что в 27 раз меньше, чем у прототипа. Теплообмен между теплоносителем, находящимся внутри медных полостеобразующих элементов с окружающей средой происходит через их медные стенки с термическим сопротивлением Rп=4.9·10-6 К/(Вт/м 2), через внутренний стальной слой трехслойной наружной оболочки с толщиной Тст=2,9 мм с термическим сопротивлением Rст=Тст:ст=0,0029:17=170,6·10-6 К/(Вт/м 2), через теплозащитный слой из интерметаллидов с толщиной Тинт=80 мкм с термическим сопротивлением Rинт =Тинт:инт=0,00008:4,5=17,8·10-6 К/(Вт/м 2) и через наружный слой из титана с толщиной ТTi =2,3 мм с термическим сопротивлением RTi=119,2·10 -6 К/(Вт/м2). Суммарное термическое сопротивление такой многослойной композиционной стенки Rсум=(4,9+170,6+17,8+119,2)·10 -6==312,5·10-6 К/(Вт/м2), что в 80 раз больше, чем у изделий, полученных по прототипу. Теплозащитный слой из интерметаллидов системы титан-сталь повысил суммарное термическое сопротивление Rсум при теплообмене веществ-теплоносителей с окружающей средой на 6%.
В прототипе теплообмен между веществом-теплоносителем, находящимся в центральной внутренней полости и веществами внутри металлических полостеобразующих элементов происходит через их медные стенки толщиной 0,8-1,5 мм, латунное покрытие толщиной Тлат и через стенку центрального полостеобразующего элемента из стали 12Х18Н10Т толщиной Т ц=2,2 мм. Термическое сопротивление такого стального слоя Rст=0,0022:17=129,4·10-6 К/(Вт/м 2). При толщине стенки медного полостеобразующего элемента 0.8 мм ее термическое сопротивление RCu=0,0008:410=1,95·10 -6 К/(Вт/м2). Коэффициент теплопроводности латуни Л63 лaт=108 Вт/(м·К). Термическое сопротивление каждого латунного покрытия на медных полостеобразующих элементах при их толщине Тлат=10 мкм Rлат=Тлат :лат=0,00001:108=0,092·10-6 К/(Вт/м 2). Суммарное минимальное термическое сопротивление такой трехслойной стенки Rком=(1,95+129,4+0,092)·10 -6=131,44 К/(Вт/м2), что в 27-45 раз больше, чем у предлагаемого изделия. Теплообмен между веществами-теплоносителями, находящимися внутри медных полостеобразующих элементов с окружающей средой происходит через их медные стенки и через покрытие из латуни. При толщине медного слоя 1,5 мм и латунного 30 мкм максимальное термическое сопротивление таких медно-латунных слоев Rсум =(0,00003:108+0,0015:410)==3,9·10-6 К/(Вт/м 2), что в 69-80 раз меньше, чем у изделий, предлагаемой конструкции. Кроме того, у таких изделий значительно меньшая стойкость в агрессивных, например, в кислотных окружающих средах, чем у предлагаемых изделий.
Композиционный цилиндрический теплообменник с внутренними полостями, содержащий наружную металлическую оболочку и медные трубчатые полостеобразующие элементы, имеющие в поперечном сечении форму криволинейного четырехугольника, отличающийся тем, что наружную оболочку выполняют трехслойной из материалов с пониженной теплопроводностью, в которой наружный слой выполняют из коррозионно-стойкого металла - титана, внутренний слой - из аустенитной стали, а теплозащитный слой, расположенный между титаном и аустенитной сталью - из интерметаллидов системы титан-сталь толщиной 70-80 мкм, при этом наружный слой из титана соединен с внутренним слоем из аустенитной стали сваркой взрывом по всей поверхности соприкосновения с последующим формированием сплошного теплозащитного интерметаллидного слоя термической обработкой, все медные трубчатые полостеобразующие элементы расположены на внутренней поверхности внутреннего слоя из аустенитной стали оболочки по кольцу и соединены с ней и между собой сваркой взрывом по всем поверхностям контакта сплошными сварными соединениями, а радиус кривизны поверхностей соприкосновения медных трубчатых полостеобразующих элементов с центральной внутренней полостью соответствует радиусу окружности, вписанной в ее поперечное сечение.
