Охолоджувач вихлопних газів

Реферат: Охолоджувач вихлопних газів містить корпус, пучок оребрених труб, трубні дошки, кришки з штуцерами для підведення та відведення охолоджуючого теплоносія, патрубки для підведення та відведення вихлопних газів та перегородки. За кожним поперечним рядом оребрених труб виконано ряд гладких труб, підключених по охолоджуючому теплоносію паралельно оребреним трубам. UA 110119 U (12) UA 110119 U UA 110119 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплообмінної апаратури і може бути використана при створенні теплообмінних апаратів для транспортного енергетичного і хімічного машинобудування, основою яких є поперечно орієнтований до потоку теплоносія трубний пучок оребрених труб. Відомим аналогом є оребрені коридорні і шахматні трубні пучки кожухотрубних теплообмінників з поперечним омиванням їх газом (Справочник по теплообменникам: в 2 т. / [пер. с англ. и под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова]. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Т. 1. - С. 256259), які складаються із труб з поперечним оребренням зовнішньої сторони, трубних дощок та корпусу з патрубками для підведення та відведення теплоносіїв. Недоліком аналога з такими трубними пучками є низька інтенсивність тепловіддачі при охолодженні газового середовища з тиском, близьким до атмосферного. Найближчим аналогом до корисної моделі є кожухотрубний теплообмінник UA № 59752, публ. 25.05.2011, який містить кожух, пучок труб, що поперечно омивається, трубні дошки, перегородки, які забезпечують необхідну кількість ходів у міжтрубному просторі, кришки і штуцери для підведення та відведення гарячого та холодного теплоносіїв. Недоліком найближчого аналога є низька інтенсивність тепловіддачі у міжтрубному просторі і, як наслідок, великі габарити і металоємність. Вказані недоліки найближчого аналога обумовлені тим, що при поперечному омиванні пучка труб теплоносієм, суттєво змінюється площа каналу для його проходу у різних перерізах трубного пучка. Внаслідок цього швидкість теплоносія і інтенсивність теплообміну значно змінюється по периметру труб. Максимальне локальне значення коефіцієнта тепловіддачі по периметру труби може перевищувати мінімальне його значення у 2…3 рази, що суттєво зменшує середнє значення коефіцієнта тепловіддачі для окремої труби і всього теплообмінника. В основу корисної моделі поставлена задача інтенсифікації тепловіддачі у міжтрубному просторі охолоджувача вихлопних газів шляхом того, що за кожним поперечним рядом оребрених труб виконано ряд гладких труб, підключених по охолоджуючому теплоносію паралельно оребреним трубам. Гладкі труби розміщені симетрично відносно поздовжніх площин, в яких лежать осі оребрених труб, з зазором між сусідніми гладкими трубами b=(0,5…2)h (де h - висота ребра). Поставлена задача вирішується тим, що у охолоджувачі вихлопних газів, що містить корпус, пучок оребрених труб, трубні дошки, кришки з штуцерами для підведення та відведення охолоджуючого теплоносія, патрубки для підведення та відведення вихлопних газів та перегородки, новим є те, що за кожним поперечним рядом оребрених труб виконано ряд гладких труб, підключених по охолоджуючому теплоносію паралельно оребреним трубам, згідно з корисною моделлю, гладкі труби розміщені симетрично відносно поздовжніх площин, в яких лежать осі оребрених труб, з зазором між сусідніми гладкими трубами b=(0,5…2)h (де h - висота ребра). Таке виконання охолоджувача вихлопних газів забезпечить вирівнювання швидкості по периметру оребрених труб на максимальному заданому рівні та підвищить середній коефіцієнт теплопередачі для оребрених труб, через стінку яких проходить основна кількість теплоти від вихлопних газів до охолоджуючого теплоносія. Крім цього гладкі труби не тільки сприяють інтенсифікації теплообміну на ребристих трубах, а й самі забезпечують передачу додаткової кількості теплоти від вихлопних газів до охолоджуючого теплоносія. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений охолоджувач вихлопних газів у розрізі; на фіг. 2 переріз А-А. Охолоджувач вихлопних газів складається з корпусу 1 (фіг. 1, фіг. 2), пучка оребрених труб 2, трубних дощок 3, кришок 4 з штуцерами для підведення 5 та відведення б охолоджуючого теплоносія, патрубки для підведення 7 та відведення 8 вихлопних газів, перегородки 9, які забезпечують необхідну кількість ходів у міжтрубному просторі охолоджувача вихлопних газів, а також гладких труб 10, розміщених за кожним поперечним рядом оребрених труб. Принцип роботи охолоджувача вихлопних газів теплового двигуна наступний. Через патрубок 7 у охолоджувач надходять вихлопні гази, які рухаються по міжтрубному простору охолоджувача і виходять через патрубок для виходу охолоджених вихлопних газів 8. Охолоджуючий теплоносій через штуцер 5 та кришку 4 надходить у оребрені 2 та гладкі 10 труби, крізь стінки яких охолоджує вихлопні гази і покидає охолоджувач вихлопних газів через штуцер 6. Кількість переданої теплоти і температурний рівень теплоносіїв на виході охолоджувача вихлопних газів (при інших однакових умовах) залежить від коефіцієнта теплопередачі. Наявність за кожним поперечним рядом оребрених труб ряду гладких труб 10, підключених по охолоджуючому теплоносію паралельно оребреним трубам 2, зменшує площу поперечного 1 UA 110119 U 5 каналу між сусідніми по ходу вихлопних газів оребреними трубами. Це сприяє вирівнюванню швидкості вихлопних газів по периметру оребрених труб та забезпечує зростання середнього коефіцієнта теплопередачі для охолоджувача вихлопних газів. Корисна модель дає можливість створювати ефективні кожухотрубні теплообмінні апарати для транспортного енергетичного і хімічного машинобудування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Охолоджувач вихлопних газів, що містить корпус, пучок оребрених труб, трубні дошки, кришки з штуцерами для підведення та відведення охолоджуючого теплоносія, патрубки для підведення та відведення вихлопних газів та перегородки, який відрізняється тим, що за кожним поперечним рядом оребрених труб виконано ряд гладких труб, підключених по охолоджуючому теплоносію паралельно оребреним трубам. 2. Охолоджувач вихлопних газів за п. 1, який відрізняється тим, що гладкі труби розміщені симетрично відносно поздовжніх площин, в яких лежать осі оребрених труб, з зазором між сусідніми гладкими трубами b=(0,5…2)h, (де h - висота ребра). Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2