Теплообмінник

Теплообмінник, який має корпус з розташованою в ньому еластичною теплопередавальною стінкою, патрубки і канали для руху тепловіддавального та теплосприймального середовищ, який відрізняється тим, що корпус виконаний у формі циліндра з тангенціальними патрубками для подачі і відведення тепловіддавального середовища, а еластична теплопередавальна стінка, виконана у формі циліндра з тангенціальними патрубками для 3 Швидкість руху теплоносіїв в кільцевих каналах залежить від витрат теплоносіїв та площі цих каналів, які в свою чергу визначаються діаметрами направляючого циліндра d, теплопередаючої стінки dcm та корпусу D. Виконання еластичної теплопередаючої стінки в формі циліндра і коаксіальне розміщення її всередині циліндричного корпусу, а також наявність тангенціальних патрубків в кожному з цих циліндрів, забезпечує спіральний напрям руху теплоносіїв в кільцевих каналах, в результаті чого виникають гідродинамічні та теплові процеси, аналогічні тим, які присутні під час руху рідини чи газу в зігнутих каналах (відцентровий ефект, повторна циркуляція, турбулізація потоку), інтенсифікуючи теплообмін. Таким чином, всі окремі конструктивні ознаки теплообмінника та їх нова сукупність і нові зв'язки між ними дозволяють досягти нового позитивного ефекту винаходу, що виражається в інтенсифікації теплообміну між теплопередаючою стінкою і теплоносієм, в можливості застосування його в системах утилізації теплоти низькопотенційного середовища. Корисна модель пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображений загальний вигляд, а на фіг. 2 - поперечний переріз теплообмінника. Теплообмінник включає циліндричний корпус 1, в якому коаксіально розміщена еластична теплопередаюча стінка 2 циліндричної форми, а всередині стінки 2 коаксіально розміщений направляючий циліндр 3. В результаті між циліндричним корпусом 1 і теплопередаючою стінкою 2 утворюється кільцевий канал 4 для руху тепловіддаючого середовища, наприклад, теплого забрудненого повітря або димових газів, а між еластичною теплопередаючою стінкою 2 і направляючим циліндром 3 утворюється кільцевий канал 5 для руху теплосприймаючого середовища, наприклад, чистого повітря. Циліндричний корпус 1 має тангенціальний патрубок 6 для подачі і надання спірального напрямку руху тепловіддаючого середовища в кільцевому каналі 4 та тангенціальний патрубок 7 для відведення цього ж середовища. Еластична теплопередаюча стінка 2 має тангенціальний патрубок 8 для подачі і надання спірального напрямку руху теплосприймаючого середовища в кільцевому каналі 5 та тангенціальний патрубок 9 для відведення цього середовища. 57075 4 Теплообмінник працює таким чином: тепловіддаюче середовище подається в теплообмінник через тангенціальний патрубок 6, завдяки чому в кільцевому каналі 4 рухається теплоносій за спіральним напрямком навколо еластичної теплопередаючої стінки 2, віддаючи свою теплоту теплосприймаючому середовищу, яке подається через тангенціальний патрубок 8 і рухається в кільцевому каналі 5 також за спіральним напрямком навколо направляючого циліндра 3 вздовж еластичної теплопередаючої стінки 2. Охолоджене тепловіддаюче середовище відводиться з теплообмінника через патрубок 7, а нагріте теплосприймаюче середовище через патрубок 9. Взаємний напрямок руху обох середовищ вздовж еластичної теплопередаючої стінки теплообмінника може бути як прямоструминним так і протиструминним. Інтенсивність теплообміну між теплоносієм і теплопередаючою стінкою залежить від умов протікання гідродинамічних та теплових процесів вздовж поверхні теплообміну, швидкості руху теплоносіїв, повторної циркуляції потоків в каналах. Конвективний теплообмін між теплоносієм і теплообмінною поверхнею відбувається більш інтенсивно при русі повітря чи газу за спіральним напрямком. Інтенсифікації теплообмінного процесу сприяє також те, що теплопередаюча стінка 2 виконана з еластичного матеріалу, завдяки чому вона постійно змінює форму своєї поверхні під дією динамічних сил руху теплоносіїв, турбулізуючи примежовий шар. Швидкість руху теплоносіїв в кільцевих каналах 4 і 5 залежить від витрат теплоносіїв та площі цих каналів, які в свою чергу визначаються діаметрами направляючого циліндра d, теплопередаючої стінки dcm та камери D, при цьому розміри кільцевих каналів та витрати сереd  d G1 довищ зв'язані співвідношенням cm , де  D  dcm G2 G1, G2 - витрата відповідно тепловіддаючого та теплосприймаючого середовища. Змінюючи діаметри d, dcm та D, можна конструювати теплообмінник для заданих умов його роботи, зберігаючи високу ефективність теплообмінних процесів. Теплообмінник може бути використаним в системах теплоутилізації низькопотенційного газоподібного середовища, наприклад, витяжного вентиляційного повітря, димових газів. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 57075 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601