Регенеративный теплообменник

 

РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. № 491016, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена и увеличения экономичности , на внутренней поверхности тепловой трубы каждой лопатки выполнены резьбовая нарезка и артерия, первая из которых снабжена в зоне испарения проницаемым экраном, а вторая расположена в зоне наибольшего удаления от оси вращения барабана, причем лопатки имеют серповидный профиль. (Л 00 NJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 (5Â F 23 1 1 5/00; F 28 D 19/04;

F 28 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 491016 (21) 3406510/24-06 (22) 11.03.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) О. Я. Кокорин, А. М. Дубинкин и В. Н. Шулятьев (71) Кировский сел ьс кохозяйствен ны и институт и Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (53) 621.565.945:621.63 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 491016, кл. F 28 D 15/00, 1973.

ÄÄSUÄÄ 1078200 Д (54) (57) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. № 491016, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена и увеличения экономичности, на внутренней поверхности тепловой трубы каждой лопатки выполнены резьбовая нарезка и артерия, первая из которых снабжена в зоне испарения проницаемым экраном, а вторая расположена в зоне наибольшего удаления от оси вращения барабана, причем лопатки имеют серповидный профиль.

CD Я

CO

С»

1О

Цель изобретения -- повышение эффективности теплообмена и увеличение экономичностити.

11оставлеппая пель достигается тем, что в регснеративном теплообменнике, содержашем кожух с разделительными стенками, образующими каналы для нагреваемой и греющей сред, и вращающийся в кожухе барабан, снабженный радиально расположенными тепловыми трубами и перегородкой, причем барабан расположен перпендикулярно направлению движения сред в каналах, суммарная ширина которых составляет 1,02 — 1,10 длины барабана, а перегородка выполнена в виде диска, по периферии примыкающего через сальник к разделительным стенкам, а трубы выполнены профильными например, в форме лопаток, на внутренней поверхности тепловой трубы каждой лопатки выполнены резьбовая нарезка и артерия, первая из которых снабжена в зоне испарения проницаемым экраном, а вторая расположена в зоне наибольшего удаления от оси вращения барабана, причем лопатки имеют серповидный профиль.

На фиг. 1 изображен регенеративный теплообменник, общий вид; на фиг. 2

1

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, используемым в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

По основному авт. св. № 491016 известен регенеративный теплообменник, содержащий кожух с разделительными стенками, образующими каналы для нагреваемой и грею1цей срсд, и вращающийся в кожухе барабан, снабженный радиально расположенными тепловыми трубами и перегородкой, причем барабан расположен перпендикулярно направлению движения сред в каналах, суммарная ширина которых составляет

1,02 — 1,10 длины барабана, а перегородка выполнена в виде диска, по периферии примыкаюгцего через сальник к разделительным стенкам, а трубы выполнены профильными, например, в форме лопаток. Рабочая поверхность теплообменпика не обмерзает вследствие удаления конденсата под дейст11ием центробежных сил !1).

Одн 1 ко при вращении рабочего колеса па тсплоносптсль внутри каждой тепловой трубы действуют значительные центробеж11b1c силы, и репятствующие равномерному смачива и1о стенок трубы в зоне испарения, вызывая частичное осушение стенок, вследствие чего увеличивается термическое сопротивленис каждой тепловой трубы и тем самым понижается теплопередаюгцая способность регснеративного теплообменника.

Кроме того, из-за дискретности профильной лопатки пе обеспечивается необходимое давление па выходе из регенеративного теплообмснника, что снижает КПД. то же, вид сверху; на фиг. 3 — поперечный

078200 разрез лопатки; на фиг. 4 — разрез А-А н а фиг. 3.

Регенеративный теплообменник содержит кожух 1, выполненный по логарифмической спирали, описываемой уравнением

5 P =C ебе ) с углом с(= 77-78, где P — текущий радиус спирали, м;

С вЂ” начальный радиус спирали, мм; угол разворота спирали, рад; угол, составленный касательной в произвольной точке логарифмической спирали с радиусом-вектором точки касания, град.

В кожухе 1 установлены разделительные стенки 2 и 3, образующие каналы 4 и 5 соответственно для нагреваемой и греющей

15 сред, и барабан 6, который включает диски 7 и 8, тепловые трубы 9 в виде профильных лопаток и перегородку 10. Профильные тепловые трубы 9 имеют в сечении серповидный профиль с длиной хорды в =(0,20-0,22).

)у (1) — наружный диаметр колеса, м), причем соотношение радиусов R и .R описыва югцих дуг лопаток составляет R /R, =

l,15 — 1,25. Тепловые трубы 9 образованы герметичными частично заполненными теплоносителем каналами, на внутренней поверхности которых выполнена резьбовая нарезка 1, снабженная в зоне испарения проницаемым экраном 12. На внутренней поверхности каждого канала выполнена также артерия 13, расположенная в зоне наибольшего удаления от оси вращения

30 барабана 6 в плоскости действия центробежных сил. Лопатки тепловых труб 9 снабжены наружным оребрением 14. Между разделительными стенками 2 и 3 и перегородкой 10 установлено уплотнение 15. Привод барабана 6 осушествляется от двигателя

16 через ременную передачу 17.

Регенеративный теплообменник работает следующим образом.

При вращении дисков 7 и 8 барабана 6 нагреваемая и греющая среды захватыва40 ются профильными лопатками тепловых труб 9 и перемещаются по каналам 4 и 5 по принципу действия диаметрального вентилятора. Раздельное транспортирование потоков обеспечивается наличием разделительных стенок 2 и 3, перегородки 10 и

45 уплотнения 15. Благодаря разности температур между греющей и нагреваемой среда ми происходит испарение теплоносителя в зоне испарения тепловых труб 9, расположенной в канале 5. Затраченное на испарение теплоносителя тепло переносится парами в зону конденсации тепловых труб 9, расположенную в канале 4, где передается нагреваемой среде. Резьбовая нарезка 11 в зоне конденсации увеличивает коэффициент теплопередачи. Сконденсировавшийся теплоноситель под действием центробежных и каппилярных сил перемещается по резьбовой нарезке 11 в артерию 13, находящуюся в плоскости действия центробежных сил

1078200 в зоне наибольшего удаления от оси вращения барабана б. Под действием каппилярных сил конденсат по артерии 13 перемещается в зону испарения. При вращении рабочего колеса с частотой, определяемой по формуле где б — поверхностное натяжение, н/м; — плотность теплоносителя, кг/м;

3т — ускорение свободного падения, м/с

? — внутренний радиус тепловой трубы, м

R — эффективный радиус пор, м;

Й вЂ” расстояние между осью вращения рабочего колеса и изолированным каналом, м, давление, возникающее в капиллярных каналах, образованных резьбовой нарезкой

11 и проницаемым экраном 12, превышает давление, образованное действием центро5 бежных и гравитационных сил, поэтому осушение капиллярных каналов не происходит и конденсат из артерии 13 равномерно распределяется в зоне испарения по стенке канала тепловой трубы 9. Оребрение- 14 увеличивает теплообменную поверхность теп10 ловых труб 9 и интенсифицирует процесс теплопередачи. Конденсат, образовавшийся на поверхности лопаток тепловых труб

9 в зоне канала 5, под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам кожуха 1 и не успевает примерзнуть.

Использование теплообменника позволит повысить его тепловую эффективность и э ко но м и ч ность.

1078200

Составитель H. Попова

Редактор О. Черниченко Техред И. Верес Корректор Ю, Макаренко

Заказ 912/31 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4