Трубчастий елемент теплообмінника

Реферат: Трубчастий елемент теплообмінника містить оребрення у вигляді дротяної пружини. Дріт пружини має прямокутний переріз зі співвідношенням висоти перерізу і його товщини не менше двох. UA 82992 U (54) ТРУБЧАСТИЙ ЕЛЕМЕНТ ТЕПЛООБМІННИКА UA 82992 U UA 82992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінної апаратури і може бути використана в енергетичних та теплообмінних установках. Конструкція трубчастого елемента теплообмінника, що пропонується, призначена для рекуперативного теплообміну, при якому гаряче і холодне середовище протікає з різних сторін стінки одночасно, а теплова енергія передається через стінку, що їх розділяє. Відомий трубчастий елемент теплообмінника, що містить внутрішнє оребрення-вставку, виконане у вигляді плоскої стрічки, закрученої по спіралі, та яка має двосторонні поперечні вирізи [див. патент СРСР № 1222207, МПК6: F28F1/10, 13/12, опубл. 29.06.1977 p.]. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованої корисної моделі є трубчастий елемент теплообмінника для рекуперативного теплообміну, при якому гаряче і холодне середовища протікають з різних сторін стінки одночасно, а теплова енергія передається через стінку, що їх розділяє [див. патент UA № 932 МПК6: F28F1/10, опубл. 16.07.2001 р.]. Недоліком відомого трубчастого елемента теплообмінника є недостатньо висока ефективність його роботи через невисоку інтенсивність тепловіддачі. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності роботи трубчастого елемента теплообмінника за допомогою удосконалення конструкції оребрення, що дозволяє збільшити коефіцієнт тепловіддачі і, відповідно, підвищує інтенсивність теплопередачі трубчастого елемента теплообмінника. Для реалізації оребрення буде застосовуватися пружинний дріт, який матиме прямокутний переріз ззовні труб, що збільшуватиме площу тепловіддачі і вдосконалюватиме роботу трубчастого елемента теплообмінника. Поставлена задача вирішується тим, що оребрення трубчастого елемента теплообмінника виконане у вигляді дротяної пружини, яка має прямокутний переріз, із співвідношенням його висоти і товщини не менше двох. Реалізація способу із зазначеними відмінними ознаками дає змогу забезпечити більший коефіцієнт тепловіддачі, що дає змогу покращити теплообмін в даному процесі. Таким чином, збільшення кількості переданої теплової енергії можна домогтися, збільшуючи коефіцієнт теплопередачі, і якщо така можливість вже вичерпана, то за рахунок збільшення площі поверхні теплообміну (оребрення) з боку меншого коефіцієнта тепловіддачі, відповідно до формули (1):     1 t , (1) Q  kF t    1  1      1F F  2F  де: Q - тепловий потік; k - коефіцієнт теплопередачі; F - площа поверхні теплообміну; t - різниця температур; 1 - менший коефіцієнти тепловіддачі;  2 - більший коефіцієнти тепловіддачі;  - теплопровідність стінки;  - товщина стінки. Прямокутний переріз дроту пружини оребрення вибраний, виходячи з оптимального співвідношення між теплопровідністю оребрення та інтенсивністю тепловіддачі. Крок пружини та крок спіралі пружини вибираються, виходячи з оптимального співвідношення інтенсивності тепловіддачі і площі поверхні теплообміну. На фіг. 1 наведено приклад виконання трубчастого елемента теплообмінника з намотаною дротяною пружиною. На фіг. 2 наведено елемент з намотаним круглим дротом. На фіг. 3 наведено елемент з намотаним дротом, у формі прямокутного перерізу. Із фіг. 2 видно, що, якщо оребрення виконане у вигляді дротяної пружини з круглим перерізом, то перенесення теплоти від стінки елемента до дроту буде незначним через малу поверхню контакту між ними F1. Якщо дріт пружини має прямокутну форму перерізу, то поверхня контакту збільшується F 2 і відповідно зростає кількість теплоти, що передається від стінки труби до оребрення фіг. 3. Трубчастий елемент теплообмінника складається власне з труби 1, зовнішнього оребрення 2, навитого на зовнішню поверхню трубчастого елемента. Робота трубчастого елемента теплообмінника полягає у наступному: рідина з вищим коефіцієнтом тепловіддачі рухається всередині трубчастого елемента, а рідина з нижчим 1 UA 82992 U коефіцієнтом тепловіддачі рухається ззовні труби і омиває збільшену поверхню трубчастого елемента, вирівнюючи теплові потоки з обох боків трубчастого елемента. Таким чином запропонована модернізація забезпечує кращу інтенсивність процесу теплопередачі. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Трубчастий елемент теплообмінника, що містить оребрення у вигляді дротяної пружини, який відрізняється тим, що дріт пружини має прямокутний переріз зі співвідношенням висоти перерізу і його товщини не менше двох. 2 UA 82992 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3