Теплообмінник витий поперечно-течійний

Реферат: Теплообмінник витий поперечно-течійний складається з циліндричного осердя на яке навиваються труби, розміщені у зовнішньому циліндричному кожусі, закритому з обох боків днищами. У нижню частину теплообмінника встановлено напрямні турбулізуючі елементи. UA 75029 U (54) ТЕПЛООБМІННИК ВИТИЙ ПОПЕРЕЧНО-ТЕЧІЙНИЙ UA 75029 U UA 75029 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до апаратів для проведення теплообмінних процесів, зокрема до витих теплообмінників, і може бути використана в установках розділення газових сумішей на складові у кріогенній (холодильній) техніці та споріднених із нею галузях промисловості. Відомий витий теплообмінник установок глибокого охолодження, що складається із труб, зігнутих у вигляді змійовика, кінці яких збираються у вхідному і вихідному колекторах і розміщених у зовнішньому кожусі (корпусі), а також патрубків входу і виходу другого теплоносія. Прямий потік газу проходить всередині трубок, а зворотній газовий потік рухається у міжтрубному просторі протитечійно уздовж трубок [Герш С.Я. Глубокое охлаждение. Ч. 2: Конструкции машин и аппаратов, тепловые расчѐты, описание установок глубокого охлаждения. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. - С. 137, рис. 3.1]. Недоліком цього апарату є низькі значення коефіцієнта тепловіддачі (теплопередачі) і, як наслідок, громіздкість і велика вага теплообмінника. Найбільш близьким за суттю до запропонованої корисної моделі є поперечно-течійний витий теплообмінник, що складається з циліндричного осердя (сердечника), на яке навиваються труби, кінці яких збираються у вхідному і вихідному колекторах у верхній і нижній частині теплообмінника і розміщених у зовнішньому циліндричному кожусі (корпусі), спорядженому штуцерами для входу і виходу зворотного потоку і закритому з обох боків днищами. Прямий потік газу рухається в трубках зверху донизу, а зворотній - у міжтрубному просторі знизу доверху [там же. - С. 138, рис. 3.2]. Недоліком цього апарату є те, що внаслідок щільної навивки гладких труб на осердя, погіршується турбулізація потоку газу, який проходить між ними, що знижує коефіцієнт тепловіддачі і, як наслідок, збільшує необхідну поверхню теплообмінника. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити поперечно-течійний витий теплообмінник, таким чином, щоб новий конструктивний склад його елементів надав змогу турбулізувати газовий потік у міжтрубному просторі теплообмінника, підвищити коефіцієнт тепловіддачі і, тим самим, зменшити площу теплообміну. Поставлена задача вирішується тим, що у поперечно-течійний витий теплообмінник, що складається з циліндричного осердя, на яке навиваються труби, кінці яких збираються у вхідному і вихідному колекторах у верхній і нижній частині теплообмінника і розміщених у зовнішньому циліндричному кожусі закритому з обох боків днищами, згідно з корисною моделлю, новим є те, що в нижню частину теплообмінника, де подається зворотний потік газу, встановлюють напрямні турбулізуючі елементи. У найбільш сприятливому випадку на напрямних елементах виконані отвори із відбійниками. Таке конструктивне рішення дає змогу збільшити турбулізацію потоку в міжтрубному просторі, підвищити коефіцієнт тепловіддачі, і тим самим, зменшити розміри апарату. Суть корисної моделі пояснюється кресленням (фіг. 1, 2), на яких зображено: на фіг. 1 поздовжній розріз апарата; на фіг. 2 - вузол А апарата на фіг. 1 (отвір із відбійником). Теплообмінник витий поперечно-течійний складається з циліндричного осердя 1, на яке навиваються труби 2. Кінці труб 2 збираються у вхідному 3 і вихідному 4 колекторах, розміщених у верхній і нижній частині теплообмінника. Навиті на осердя 1 труби 2 встановлюють всередині зовнішнього циліндричного кожуха 5, який закритий з обох боків днищами 6. У нижній частині теплообмінника встановлені напрямні турбулізуючі елементи 7. У найбільш сприятливому випадку на напрямних елементах 7 виконані отвори 8, які споряджені відбійниками 9. Для входу і виходу зворотного потоку газу, теплообмінник має вхідний 11 та вихідний 10 штуцери (фіг. 1, 2). Апарат працює в такий спосіб. Прямий потік газу через вхідний колектор 3 входить до трубного простору теплообмінника, рухається всередині труб 2 зверху донизу і виходить через вихідний колектор 4. Зворотний потік газу через вхідний штуцер 11 входить до міжтрубного простору теплообмінника, де за допомогою направляючих турбулізуючих елементів 7 турбулізується і рівномірно розподілюється по усьому поперечному перерізу міжтрубного простору, проходячи між елементами 7. При цьому, за наявності на турбулізуючих елементах 7 отворів 8 із відбійниками 9, газ додатково проходить через отвори 8. Далі рівномірно розподілений і турбулізований зворотній потік проходить знизу доверху через міжтрубний простір теплообмінника і, після процесу теплообміну, виходить через штуцер виходу 10. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Теплообмінник витий поперечно-течійний, що складається з циліндричного осердя, на яке навиваються труби, кінці яких збираються у вхідному і вихідному колекторах у верхній і нижній частині теплообмінника і розміщених у зовнішньому циліндричному кожусі, спорядженому 1 UA 75029 U 5 штуцерами для входу і виходу зворотного потоку і закритому з обох боків днищами, який відрізняється тим, що в нижню частину теплообмінника на шляху входу газу, встановлюються напрямні турбулізуючі елементи. 2. Теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що в напрямних турбулізуючих елементах виконані отвори. 3. Теплообмінник за п. 2, який відрізняється тим, що отвори на напрямних турбулізуючих елементах оснащені відбійниками. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2