Теплообмінний блок теплоутилізатора

Теплообмінний блок теплоутилізатора, який містить пакет пластин з рядами отворів з відбортуванням, що входять в отвори суміжних пластин з утворенням труб, причому кожна з утворених труб споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном, з іншої сторони - пристроєм для заповнення теплоносієм, звільнена від повітря і частково заповнена теплоносієм та герметизована, який відрізняється тим, що отвори мають двокутову форму. (19) (21) u200901524 (22) 23.02.2009 (24) 10.09.2009 (46) 10.09.2009, Бюл.№ 17, 2009 р. (72) НІЩИК ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, ГЕРШУНІ ОЛЕКСАНДР НАУМОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 3 43875 4 рони пристроєм для заповнення теплоносієм, звітить пакет пластин з рядами отворів з відбортульнена від повітря і частково заповнена теплонованням, що входять в отвори суміжних пластин з сієм та герметизована. Отвори мають круглу форутворенням труб, причому кожна з утворених труб му. споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном, Спорядження кожної з утворених труб з однієї з іншої сторони пристроєм для заповнення теплоіз сторін пакета пластин глухим дном, з іншої стоносієм, звільнена від повітря і частково заповнена рони пристроєм для заповнення теплоносієм, звітеплоносієм та герметизована, згідно з корисною льнення цих труб від повітря і часткове заповненмоделлю, отвори мають двокутову форму. ня їх теплоносієм з наступною герметизацією Виконання отворів двокутової форми дозволяє дозволяє забезпечити підвищення ефективності забезпечити підвищення ефективності роботи пороботи в порівнянні з аналогом за рахунок реаліверхонь з труб цієї форми в перерізі в порівнянні з зації в кожній з утворених труб при функціонуванні найближчим аналогом, тому що вони мають кращі теплоутилізатора з пропонованим теплообмінним теплові характеристики за рахунок більших велиблоком випаровувально-конденсаційного контуру. чин коефіцієнтів тепловіддачі а в порівнянні з круБагаторазове збільшення поверхні теплообміну з глотрубними пучками при одному і тому ж діаметрі боку теплоносія, для руху якого в технічному рікруглої труби і величині поперечної (короткої) осі шенні-аналогові були призначені труби, досягаєтьдвокутових труб в перерізі [див. книгу ся тим, що внутрішню поверхню труб замінено на В.М.Антуфьев. Эффективность различных форм розгалужену поверхню теплообміну, набрану з конвективных поверхностей нагрева.-М.-Л.: Энерпластин. Зв'язок між потоками теплоносіїв з різною гия.-1966, с. 32, рис. 2-3, а]. При одних і тих же температурою, що проходять через теплообмінний питомих витратах потужності N0 на подолання блок у відокремлених камерах, утворених за доаеродинамічного опору, що виникає під час руху помогою однієї з пластин, що ущільнюється у кортеплоносія крізь пучок труб заданого профілю, пусі теплоутилізатора, ефективно здійснюється за процес тепловіддачі від двокутових в перерізі труб допомогою випаровувально-конденсаційних конхарактеризується більшими величинами коефіцієтурів всередині труб, що передають тепловий потік нтів тепловіддачі. Наприклад, при N0=500 величиз однієї камери в іншу. При цьому температура по на a для поверхонь з двокутовими трубами в певсій поверхні випаровувальних частин контурів, як рерізі складає a»218Вт/(м2×К) для шахматного і по всій поверхні конденсаційних частин контурів розміщення труб у пучку, тоді як для гладкотруббуде приблизно однаковою. В теплоутилізаторі з ного пучка з тим же шахматним розміщенням труб теплообмінним блоком-найближчим аналогом реу пучку величина a при тому ж значенні N0=500 алізований ефективний спосіб теплообміну як зі складає приблизно 170Вт/(м2×К) (діаметр круглих сторони гарячого, так і холодного середовищ, а труб і величина поперечної (короткої) осі двокутосаме шляхом поперечного обтікання гарячим і вих в перерізі труб складає 20мм, довжина похолодним потоками теплоносіїв зовнішніх повервздовжньої (довгої) осі двокутових труб в перерізі хонь випаровувально-конденсаційних контурів, що складає 5 величин цього діаметра, величини відявляють собою пакети пластин. В теплоутилізаторі носних (дорівнюють відношенню величин кроків з теплообмінним блоком-найближчим аналогом поперечних і повздовжніх до величини короткої осі може використовуватись як найбільш ефективний двокутової труби, рівної діаметру труб круглотрубпротитечієвий (зустрічний) режим руху теплоносіного пучка) поперечних і повздовжніх кроків двокуїв, при якому забезпечується найкраще використових в перерізі труб у пучку (три варіанти) склатання існуючої різниці температур між теплоносіядають відповідно 2 і 3,3, 1,7 і 3,5 та 1,4 і 3,7 (для ми та найбільше змінювання температури кожного всіх трьох варіантів, що відрізняються величинами з теплоносіїв [див. книгу Справочник по теплообвідносних поперечних та повздовжніх кроків, велименникам: В 2 т. Т.1. - М.: Энергоатомиздат, 1987, чини коефіцієнтів тепловіддачі практично не відріс.7, 8], так і, при необхідності, прямотечієвий (пазняються між собою), а потік середовища, що омиралельний рух) теплоносіїв. ває зовнішню поверхню труб, направлений В той же час недоліком даного технічного ріпаралельно повздовжній осі двокутових в перерізі шення є те, що кругла в перерізі форма утворюватруб). Тобто при N0=500 величина а для поверних труб не є найкращою за тепловими і аеродихонь з двокутовими трубами в 1,3 рази більша в намічними характеристиками. Величини порівнянні з круглотрубними пучками. Таке ж стакоефіцієнтів тепловіддачі більші для пучків двокуновище має місце і при інших значеннях N0. Що тових в перерізі труб, а аеродинамічний опір пучка стосується аеродинамічного опору, то при однакотруб круглої форми в перерізі більший в порівнянні вій величині a для обох поверхонь, рівній, наприз трубами більш обтічної форми, до яких належать клад, 100Вт/(м2×К), величини N0 відрізняються в двокутові в перерізі труби [див., наприклад, книгу два рази - відповідно 50 та 25 для круглотрубного В.М.Антуфьев. Эффективность различных форм пучка та пучка з двокутових труб. Тобто аеродиконвективных поверхностей нагрева.-М.-Л.: Энернамічний опір пучка двокутових у перерізі труб гия. - 1966, с.28, 29, табл.2-3, поверхні №1, №2 та значно менший у порівнянні з пучком круглотруб№3]. них у перерізі труб. В основу корисної моделі поставлено задачу Технічна суть та принцип дії запропонованого створення теплообмінного блоку теплоутилізатотеплообмінного блоку теплоутилізатора пояснюра, в якому нова форма труб дозволила б забезється кресленням. печити підвищення ефективності роботи. На Фіг.1 зображений теплообмінний блок тепПоставлена задача вирішується тим, що в телоутилізатора з коридорним розміщенням труб, плообмінному блокові теплоутилізатора, який місзагальний вигляд; на Фіг.2 - окрема пластина теп 5 43875 6 лообмінного блоку; на Фіг.3 - вид А з Фіг.1; на Фіг.4 нагрівається та виходить з теплоутилізатора. - переріз Б-Б з Фіг.3; на Фіг.5 - теплообмінний блок Сконденсований теплоносій труб 4 повертається у теплоутилізатора з шахматним розміщенням труб, вигляді рідини на нижні ділянки цих труб 4 у камезагальний вигляд; на Фіг.6 - теплообмінний блок з ру 8 для гарячого середовища. Далі цикл повтокоридорним розміщенням труб у корпусі теплоутирюється. лізатора. Виготовлена модель теплообмінного блоку з Теплообмінний блок теплоутилізатора містить п'яти стальних пластин товщиною 0,5мм розміром пакет пластин 1 з рядами отворів двокутової фор158x100мм, кожна з яких мала в центральній часми 2 з відбортуванням 3, яке входить в отвори тині по одному отвору двокутової форми з відборсуміжних пластин 1 з утворенням труб 4 двокутотуванням. Шляхом посадки з натягом відбортувань вої форми в перерізі. Кожна з двокутових у переріпластин в отвори суміжних пластин (крім першої зі труб 4 споряджена з однієї із сторін пакета глупластини теплообмінного блоку) була утворена хим дном 5, а з іншої - пристроєм для заповнення труба двокутової форми в перерізі - довжина потруб теплоносієм 6. В теплообмінному блокові перечної осі складала 20мм, довжина повздовжотвори 2 можуть розміщуватися по-різному, може ньої осі - 100мм, діаметр закруглень - 130мм. Для використовуватися коридорне розміщення (Фіг.1), досягнення герметичності стінок утвореної труби шахматне (Фіг.5) або інше. При розміщенні теплотеплообмінний блок разом з встановленими глуобмінного блока в корпусі теплоутилізаюра 7 одна хим дном та пристроєм для заповнення труби тепз пластин 1 ущільнюється в корпусі 7, утворюючи лоносієм покривається пастою "Малахіт", що явкамери: 8 - для гарячого і 9 - для холодного теплоляє собою дрібного помолу порошок вуглекислої носіїв (Фіг.6). міді, розведений водою [див. а.с. СРСР №977130] Теплообмінний блок теплоутилізатора працює та прогрівається при температурі (1100-1150)°С наступним чином. Теплообмінний блок встанов[див. статтю С.Гопин. Охлаждающие пакелюється в корпусі теплоутилізатора 7 так, що ты//Изобретатель и рационализатор.-1988.-№10.утворені труби 4 двокутової форми в перерізі заС.18-19]. ймають вертикальну або близьку до вертикальної В результаті проведених вимірювань і розраорієнтацію. Одна з пластин 1 ущільнюється в корхунків було встановлено наступне. пусі 7 з утворенням камер для гарячого 8 та холо1. Виконання моделі теплообмінного блоку дного 9 середовища. Гаряче середовище, напривідповідно запропонованому технічному рішенню клад відхідні димові гази подається в камеру 8. дозволило впевнитись у можливості виготовлення Холодне середовище, яке повинно бути нагріте, теплоутилізаторів з використанням випаровувальнаприклад повітря, подається у камеру для холодно-конденсаційних контурів з трубами невеликих ного середовища 9. товщин стінок двокутової форми в перерізі без Гаряче середовище рухається в камері 8, де застосування товстостінних несучих труб. нагріває нижні ділянки труб 4, охолоджується при 2. Як показали проведені вимірювання і розрацьому та виходить з іншої сторони теплоутилізахунки, дане технічне рішення дозволяє досягти тора. Теплоносій в трубах 4, кожна я яких являє високих значень показника конструктивної компаксобою випаровувально-конденсаційний контур, тності F/V (порядку 700м поверхні теплообміну F випаровується або кипить і переносить у вигляді на 1m3 габаритного об'єму V теплообмінного блоку пари за рахунок прихованої теплоти випаровувантеплоутилізатора) та вагового показника або поканя тепловий потік у камеру 9 для холодного серезника конструктивної матеріалоємності F/m теплодовища. У цій камері 9 теплоносій на верхніх діляобмінного блоку (маса m теплообмінного блоку нках труб 4 конденсується при їх охолодженні порядку 2,5кг на 1м2 поверхні F теплообміну тепрухомим холодним середовищем, яке при цьому лообмінного блоку теплоутилізатора). 7 43875 8 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 43875 Підписне 10 Тираж 28 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