Турбулізатор круглого теплообмінного каналу

Реферат: Турбулізатор круглого теплообмінного каналу містить дріт у вигляді об'ємної спіралі зі скомпонованими в групи витками круглої форми. Витки виконано одного діаметра з можливістю контакту з поверхнею теплообмінного каналу і скомпоновано у групи, з'єднані між собою прямолінійними ділянками дроту. UA 96365 U (12) UA 96365 U UA 96365 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінного обладнання, зокрема до пристроїв для інтенсифікації процесу теплообміну в поздовжніх каналах (як прямолінійних, так і криволінійних). Відомий турбулізатор круглого теплообмінного каналу, виконаний з дроту у вигляді об'ємної спіралі з витками некруглої форми, сусідні витки якої зміщено по куту один відносно одного [пат. України № 64657 U, МПК F28F 1/40, заявл. 29.04.2011, опубл. 10.11.2011]. Недоліки цього турбулізатора - складність у виготовленні та значний гідравлічний опір (внаслідок турбулізації потоку по всьому поперечному перерізу теплообмінного каналу). Найближчим аналогом є турбулізатор круглого теплообмінного каналу, виконаний з дроту у вигляді об'ємної спіралі зі скомпонованими в групи витками круглої форми, при цьому групи витків виконано конічними [Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособ. - Т. 1. - М: Химия, 1981. - С. 335, рис. VII-12-5]. Недоліками найближчого аналога є складність у виготовленні та значний гідравлічний опір (внаслідок турбулізації потоку по всьому поперечному перерізу теплообмінного каналу). В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення турбулізатора круглого теплообмінного каналу, у якому його нове конструктивне виконання спрощує його виготовлення, а також зменшує гідравлічний опір. Поставлена задача вирішується тим, що в турбулізаторі круглого теплообмінного каналу, виконаний з дроту у вигляді об'ємної спіралі зі скомпонованими в групи витками круглої форми, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що витки виконано одного діаметра з можливістю контакту з поверхнею теплообмінного каналу і скомпоновано у групи, з'єднані між собою прямолінійними ділянками дроту. У найприйнятніших прикладах виконання турбулізатора ширина кожної групи витків не перевищує половини кроку розташування груп витків, а відношення кроку розташування груп витків до діаметра дроту становить 6-13, а сусідні прямолінійні ділянки дроту зміщено одна відносно одної на 180°. Виконання турбулізатора із зазначеними ознаками забезпечує турбулізацію лише пристінного шару потоку в теплообмінному каналі, у якому саме і зосереджено найбільший термічний опір процесу тепловіддачі в трубному просторі. Таким чином, не лише підвищується ефективність процесу теплообміну, а і зменшується гідравлічний опір. Цьому також сприяє і розташування груп витків на певній відстані одна від одної. Вибір ширини кожної групи витків такою, що вона не перевищує половини кроку розташування груп витків, а відношення кроку розташування груп витків до діаметра дроту в діапазоні від 6 до 13 вибрано за аналогією з виконаною за одне ціле зі стінкою теплообмінного каналу шорсткістю (див. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник / под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 172, табл. 2.25). Проте виконання шорсткості не лише істотно ускладнює виготовлення теплообмінного каналу, а і його обслуговування (зокрема очищання від забруднень і відкладень). Зміщення же сусідніх прямолінійних ділянок дроту одна відносно одної на 180° підвищує не лише поліпшує турбулізацію потоку, а й збільшує жорсткість турбулізатора, а отже і його надійність. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - загальний вигляд турбулізатора; на Фіг. 2- розріз за А-А на Фіг. 1. Турбулізатор круглого теплообмінного каналу 1 виконаний з дроту у вигляді об'ємної спіралі зі скомпонованими в групи 2 витками 3 круглої форми, при цьому витки 3 виконано одного діаметра з можливістю контакту з поверхнею теплообмінного каналу 1, а групи 2 витків 3 з'єднані між собою прямолінійними ділянками дроту 4 (Фіг. 1, 2). Бажано, щоб ширина В кожної групи 2 витків не перевищує половини кроку S розташування груп 2 витків, а відношення кроку S розташування груп 2 витків до діаметра дроту d становить 6-13. При цьому сусідні прямолінійні ділянки дроту 4 зміщено одна відносно одної на 180° (див. Фіг. 1, 2). Турбулізатор працює в такий спосіб. Теплоносій рухається по теплообмінному каналу 1, у якому розміщено турбулізатор. Під час обтікання витків об'ємної спіралі теплоносій турбулізується, що інтенсифікує процес теплообміну між теплоносієм і стінкою теплообмінного каналу 1 (або навпаки). При цьому примежовий шар теплоносія, у якому зосереджено основний термічний опір, інтенсивно турбулізується, що інтенсифікує процес теплообміну. Пропонована конструкція турбулізатора нескладна у виготовленні та експлуатації, інтенсифікує процес теплообміну в каналі за умови невисокого гідравлічного опору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Турбулізатор круглого теплообмінного каналу, виконаний з дроту у вигляді об'ємної спіралі зі скомпонованими в групи витками круглої форми, який відрізняється тим, що витки виконано 1 UA 96365 U 5 одного діаметра з можливістю контакту з поверхнею теплообмінного каналу і скомпоновано у групи, з'єднані між собою прямолінійними ділянками дроту. 2. Турбулізатор за п. 1, який відрізняється тим, що ширина кожної групи витків не перевищує половини кроку розташування груп витків, а відношення кроку розташування груп витків до діаметра дроту становить 6-13. 3. Турбулізатор за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що сусідні прямолінійні ділянки дроту зміщено одна відносно одної на 180°. Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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