Теплообмінник “труба в трубі”

Реферат: Теплообмінник "труба в трубі" містить оснащені патрубками зовнішню трубу змінного діаметра й розміщену в ній внутрішню циліндричну трубу з утворенням між ними кільцевої порожнини. Зовнішню трубу виконано конічною, причому висота кільцевої порожнини в її нижній частині має постійне значення. На зовнішній поверхні внутрішньої труби виконане щонайменше одне поперечне ребро, наприклад кільцеве або гвинтове, з утворенням гарантованого зазору між ним і зовнішньою трубою. UA 122008 U (12) UA 122008 U UA 122008 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінної апаратури, зокрема до теплообмінників з трубчастими теплообмінними елементами, і може бути використана в хімічній, нафтопереробній, харчовій, теплоенергетичній та споріднених галузях промисловості. Відомий теплообмінник "труба в трубі", що містить споряджені патрубками зовнішню й розміщену в ній внутрішню циліндричні труби з утворенням між ними кільцевої порожнини [Теплові процеси та апарати хімічних і нафтопереробних виробництв. Розділ II. Теплові апарати та установки: навч. посіб. / Ю.Ю. Лукач, І.О. Мікульонок, В.Л. Ракицький, Г.Л. Рябцев. Київ: НМЦВО, 2004. С 82, рис. 1.23]. Недолік цього теплообмінника - істотне зменшення інтенсивності теплообміну в кільцевій порожнині по ходу руху відповідного теплоносія, особливо в разі конденсації теплоносія, коли його об'ємна витрата суттєво зменшується. Найближчим за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є теплообмінник "труба в трубі", що містить споряджені патрубками зовнішню трубу змінного діаметра й розміщену в ній внутрішню циліндричну трубу з утворенням між ними кільцевої порожнини, при цьому зовнішню трубу по довжині виконано ступінчастої форми [пат. України № 75363 U, MITKF28D 7/10, опубл. 26.11.2012]. Порівняно з аналогом, що розглянуто, цей теплообмінник забезпечує більшу швидкість руху теплоносія в кільцевій порожнині по ходу руху відповідного теплоносія, що підвищує інтенсивність теплообміну, проте ступінчасте виконання труби істотно ускладнює її виготовлення, а також сприяє утворенню застійних зон у нижній частині кільцевої порожнини, що погіршує умови теплообміну та може призвести до інтенсивної корозії зовнішньої труби на ділянках збільшеного діаметра. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення теплообмінник "труба в трубі", у якому його нове конструктивне виконання спрощує виготовлення зовнішньої труби та усуває можливість утворення застійних зон у кільцевій порожнині, що підвищує надійність теплообмінника в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в теплообміннику "труба в трубі", що містить споряджені патрубками зовнішню трубу змінного діаметра й розміщену в ній внутрішню циліндричну трубу з утворенням між ними кільцевої порожнини, згідно з пропонованою корисною моделлю, новим є те, що зовнішню трубу виконано конічною, при цьому висота кільцевої порожнини в її нижній частині має постійне значення. У найприйнятнішому прикладі виконання теплообмінника на зовнішній поверхні внутрішньої труби виконане щонайменше одне поперечне ребро, наприклад кільцеве або гвинтове, з утворенням гарантованого зазору між ним і зовнішньою трубою. Виконання зовнішньої труби конічною та висоти кільцевої порожнини в її нижній частині постійного значення не лише підвищує інтенсивність теплообміну за рахунок зменшення еквівалентного діаметра кільцевої порожнини вздовж руху в ній теплоносія, а й усуває можливість утворення застійних зон у кільцевій порожнині. Також виконання на зовнішній поверхні внутрішньої труби щонайменше одного поперечного ребра, наприклад кільцевого або гвинтового, з утворенням гарантованого зазору між ним і зовнішньою трубою додатково турбулізує потік у кільцевій порожнині, а також сприяє вчасному відведенню утворюваного конденсату в разі надходження в кільцеву порожнину теплоносія у вигляді пари. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено поздовжній розріз теплообмінника. Теплообмінник "труба в трубі" містить споряджені патрубками 1-4 зовнішню конічну трубу 5 і розміщену в ній внутрішню циліндричну трубу 6 з утворенням між ними кільцевої порожнини 7, висота δ1 якої в її нижній частині має постійне значення. При цьому на зовнішній поверхні внутрішньої труби 6 може бути виконане щонайменше одне поперечне ребро 8, наприклад кільцеве або гвинтове, з утворенням гарантованого зазору δ2 між ним і зовнішньою трубою 5. Теплообмінник працює в такий спосіб. Під час роботи теплообмінника один з теплоносіїв рухається в кільцевій порожнині 7, а інший теплоносій - по внутрішній циліндричній трубі 6, при цьому теплообмін між теплоносіями відбувається крізь стінку внутрішньої циліндричної труби 6. Виконання зовнішньої конічної труби 5 конічною та висоти δ1 кільцевої порожнини 7 постійного значення підвищує інтенсивність теплообміну та усуває можливість утворення застійних зон у кільцевій порожнині 7. Виконання же на зовнішній поверхні внутрішньої циліндричної труби 6 щонайменше одного поперечного ребра 8, наприклад кільцевого або гвинтового, з утворенням гарантованого зазору δ2 між ним і зовнішньою конічною трубою 5 додатково турбулізує потік у кільцевій порожнині 7, а також сприяє вчасному відведенню утворюваного конденсату в разі надходження в кільцеву порожнину теплоносія у вигляді пари. 60 1 UA 122008 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 1. Теплообмінник "труба в трубі", що містить оснащені патрубками зовнішню трубу змінного діаметра й розміщену в ній внутрішню циліндричну трубу з утворенням між ними кільцевої порожнини, який відрізняється тим, що зовнішню трубу виконано конічною, причому висота кільцевої порожнини в її нижній частині має постійне значення. 2. Теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що на зовнішній поверхні внутрішньої труби виконане щонайменше одне поперечне ребро, наприклад кільцеве або гвинтове, з утворенням гарантованого зазору між ним і зовнішньою трубою. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2