Теплообменное устройство

 

Использование: теплообменные аппараты, может применяться в энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство состоит из турбулентной камеры 1, одной из стенок которой является теплообменная поверхность 2, выходного устройства 3, входного устройства 4 с эластично закрепленными соплами 5 и системы управления положением сопл. Система управления включает в себя цилиндр 6, поршень 7, тягу в и рычаги 9. Цилиндр 6 сообщается с выходным устройством 3 каналом 10. 1 ил.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть применено в энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны [1] теплообменники, к поверхности нагрева которых рабочее тепло (обычно газ) подводится через систему сопл в виде пакета струй. К таким устройствам относится например, аппарат, элемент которого описан в работе [2] Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для теплопередачи [3] содержащее турбулентную камеру, входное устройство с жестко закрепленными соплами на его стенках и выходное устройство.

Недостатком прототипа является снижение теплоотдачи из-за отклонения струй сносящим потоком отработанного газа от наивыгоднейшего (по нормам к поверхности нагрева) в сторону его движения по выходному устройству. Омывание струями газа поверхности нагрева приближается при этом к продольному и коэффициент теплоотдачи снижается.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена путем обеспечения подачи струй газа по нормали к поверхности нагрева при любом режиме работы аппарата.

Для этого сопла на стенке входного устройства установлены эластично с возможностью отклонения их осей навстречу сносящему потоку так, чтобы при любой скорости движения последнего струя подавалась по нормали к поверхности нагрева.

В результате анализа научно-технической и патентной информации не было обнаружено технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "Новизна".

Существенное отличие предлагаемого технического решения от прототипа состоит в установке сопл на стенке входной камеры: если в прототипе сопла на стенке входной камеры зафиксированы жестко, то в предлагаемом теплообменном устройстве сопла обладают подвижностью, позволяющей им за счет энергии относящего потока поворачиваться и принимать оптимальное положение, обеспечивающее максимальную теплоотдачу.

На чертеже изображено предлагаемое теплообменное устройство.

Устройство состоит из турбулентной камеры 1, одной из стенок которой является теплообменная поверхность 2, выходного устройства 32, входного устройства 4 с эластично закрепленными соплами 5 и системы управления положением сопл. Система управления включает в себя цилиндр 6, поршень 7, тягу 8 и рычаги 9. Цилиндр 6 сообщается с выходным устройством 3 каналом 10.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

Воздух под избыточным давлением Р₁ подается через входное устройство 4 к соплам 5 и, пройдя через них, направляется при давлении Р₂ < Р₁ в виде струй на теплообменную поверхность 2. Под действием образующегося в выходном устройстве 3 сносящего потока отработанного воздуха струи отклоняются от первоначального перпендикулярного относительно теплообменной поверхности 2 положения. Но одновременно с этим под действием перепада давления Р Р₁ Р₂ поршень 7 втягивается в цилиндр 6, соединенный каналом 10 с выходным устройством 3, и с помощью тяги 8 и рычагов 9 поворачивает сопла 5 в сторону, противоположную течению сносящего потока. Струи также отклоняются в эту сторону, однако сносящий поток возвращает их в положение, при котором струи падают на теплообменную поверхность по нормали, что обеспечивает максимальное значение коэффициента теплоотдачи.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом, позволяет увеличить интенсивность теплообмена за счет максимального значения коэффициента теплоотдачи в каждой зоне удара струй о теплообменную поверхность.

Формула изобретения

ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее турбулентную камеру, входное устройство с соплами, выходное устройство, а также регулятор для направления струй теплоносителя на теплообменную поверхность, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, сопла установлены с возможностью поворота искреплены с упомянутым регулятором.

РИСУНКИ

Рисунок 1