Теплообменник типа "труба в трубе

 

Изобретение позволяет снизить металлоемкость и улучшить технологичность теплообменника. Внутренняя труба 2 имеет открытый торец 3, а наружная труба 1 - заглушенный. В межтрубном пространстве размещены турбулизирующие элементы 4, вьтолненные в виде кольцевых диафрагм 5, примыкающих

Г

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 Р 28 В 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ MOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4192742/24-06 (22) 19.12 ° 86 (46) 15.07.88. Бюл. В 26 (72) А.В.Бруев, В.А.Жигульский и Г.Г.Тимофеев (53) 621.565.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1118843, кл. F 28 D 7/12, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1206599, кл. F 28 D 7/10, 1982.

„„Я0„„1409840 А 1 (54) ТЕПЛООБМЕННИК ТИПА "ТРУБА В

ТРУБЕ" (57) Изобретение позволяет снизить металлоемкость и улучшить технологичность теплообменника. Внутренняя труба 2 имеет открытый торец 3, а наружная труба 1 — заглушенный. В межтрубном пространстве размещены турбулизирующие элементы 4, выполненные в виде кольцевых диафрагм 5, примыкающих

14() )8.. i0 к трубе 2. Со стороны торпа 3 трубы 2 диафрагмы снабжены радиальными

9 ь порными вставками б а с противоположной — радиальными стержнями 7, контактирующими с трубой 1 и имеюши ки в местах контакта с ней петлевые отгибы 8. Элементы 4 м.б. расположе,ны с переменным шагом, увеличивающимся в направлении к торцу 3. У каждоо элемента 4 вставки и стержни м.б. асположены попарно в одной плоскос-: и либо установлены с угловым смещением. У смежных элементов 4 стержни

7 м.б. размещены с угловым смещением.

Изобретение относится к теплотехке и может бьггь использовано нри онструировании теплообменных аппараов в различных отраслях промышлености.

Целью изобретения — снижение меаллоемкости и улучшение технологичости.

На фиг. 1 изображен теплообменк, общий вид; на фиг. 2 — турбулиирующий элемент; на фиг. 3 — теплобменник с установкой опорных встаок и стержней со смещением в каждом лементе, вид сверху; на фиг. 4— ариант выполнения турбулизирующего лемента с расположением стержней и ставок попарно в одной плоскости; а фиг. 5 — теплообменник с размещеными с угловым смещением стержнями в 20 смежных турбулизирующих элементах, ид сверху.

Теплообменник содержит наружную

Трубу 1 с заглушенным торцом и внутфениюю трубу 2 с открьгтым торцом 3. 25

1 межтрубном пространстве размещены

Фурбулизирующие элементы 4, выполненные в виде кольцевых диафрагм 5, примыкающих к внутренней трубе 2 и снабжен- ных со стороны ее открытого торца 3 30 радиальными опорными вставками б, а

@ противоположной — радиальными стержнями 7, контактирующими с наружной . рубой 1 и имеющими в местах контакта с нею петлевые отгибы 8. Наружный ф иаметр диафрагмы 5 равен сумме ее

) íóòðåííåãо диаметра и величины кольВ области, непосредственно примыкающей к поверхности элемента 4, образуется вихреобразное движение, а в остальной части потока — транзитная струя с повышенной средней скоростью движения. Б местах отгибов 8 происходит разрушение пограничного слоя. В результате такого выполнения теплообменника обеспечивается повышение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи совместно со снижением материалоемкости конструкции и упрощением изготовления. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

2 цевого зазора. Турбулизирующие элементы 4 могут быть расположены с переменным шагом, увеличивающимся в направлении к открытому торцу 3 внутренней трубы 2. У каждого турбулизирующего элемента 4 вставки 6 и стержни

7 могут бьггь расположены попарно в одной плоскости либо установлены с угловым смещением. У смежных турбулизирующих элементов 4 стержни 7 могут быть размещены с угловым смещением.

Количество вставок 6 и стержней 7 может бьггь как равным, так и различным в зависимости от физических характеристик теплообменного вещества и определяет прочность конструкции, гидравлическое сопротивление и интенсивность теплоотдачи. Для подвода и отвода теплоносителей теплообменник снабжен патрубками 9 и 10.

В процессе сборки теплообменника на кольцевой диафрагме 5 закрепляются с одной стороны радиальные опорные вставки 6, а с противоположной— стержни 7, Затем турбулизирующие элементы 4 устанавливаются на внутренней трубе 2 на расстоянии, равном 1-5 разности между наружным и внутренним диаметрами диафрагмы, после чего она опускается в герметично заглушенную трубу 1.

Теплообменник работает следующим образом.

Из патрубка 9 теплоноситель подают под напором во внутреннюю трубу 2, откуда попадает в межтрубное пространство, 1409840

При прохождении теплоносителем турбулизирующего элемента 4 происходит его деление и отрыв от внутренней трубы 2. При этом в области, непосредственно примыкающей к поверхности турбулизирующего элемента 4, образуется вихреобразное движение, а в остальной части потока — транзитная струя с повышенной средней скоростью движения, Причем значительное увеличение скорости наблюдается у трубы 1. Одновременно с этим в местах петлевых отгибов 8 стержней происходит разрушение пограничного слоя.

Таким образом, обеспечивается повышение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи совместно со снижением материалоемкости конструкции и упрощением изготовления, Описанное распределение скоростей наблюдается и на некотором расстоянии от турбулизирующего элемента 4, называемом длиною зоны влияния. Размещение следующего элемента 4 на некотором расстоя-25 нии от первого, в пределах эоны влияния, вызывает дальнейшее увеличение скорости движения теплоносителя, обеспечивающее последующее повышение коэффициентов теплоотдачи и теплопере30 дачи.

При расположении вставок 6 и стержней 7 вдоль одной образующей обеспечивается равномерное деление потока, ведущее к интенсификации теплообмена, при незначительном общем гидравлическом сопротивлении.

Изменение угла между вставками 6 и стержнями 7 элемента 4 ведет к более мелкому делению потока теплообменного вещества, что обеспечивает интенсификацию теплообмена.

Расположение у каждого элемента 4 . вставок 6.и стержней 7 по одной образующей, но со смещением по отношению одна к другому позволяет придать потоку теплоносителя вращательное движение, что также способствует повышению теплоотдачи. формула изобретения

1. Теплообменник типа "труба в трубе", внутренняя из которых имеет открытый торец, а наружная — заглушенный, содержащий размещенные в межтрубном пространстве турбулизирующие элементы, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и улучшения технологичности, турбулизирующие элементы выполнены в виде кольцевых диафрагм, примыкающих к внутренней трубе и снабженных со стороны ее открытого торца радиальными опорными вставками, а с противоположной - радиальными стержнями, контактирующиья с наружной трубой и имеющими в местах контакта с нею петлевые отгибы.

2. Теплообменник по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что турбулизирующие элементы расположены с переменным шагом, увеличивающимся в направлении к открытому торцу внутренней трубы.

3. Теплообменник по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что у каждого турбулизирующего элемента стержни и вставки расположены попарно в одной плоскости.

4. Теплообменник по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что у каждого турбулизирующего элемента вставки и стержни установлены с угловым смещением.

5. Теплообменник по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что у смежных турбулизирующих элементов стержни размещены с угловым смещением.

1409840

Составитель О.Акимова

Редактор N.Ïåòðoâà Техред М.Дидык . Корректор В.романенко

Заказ 3467/35

Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4