Теплообмінний елемент

Реферат: Теплообмінний елемент містить стінку для розділення потоків теплоносіїв, а також пластини, закріплені на стінці під гострим кутом до потоків. В стінці виконано наскрізні поперечні прорізи. Пластини розміщено в зазначених прорізах з розташуванням кінцевих ділянок по обидві поверхні стінки. Поздовжні осі пластин і стінки перехрещуються. UA 92782 U (12) UA 92782 U UA 92782 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до теплообмінного обладнання, зокрема до пристроїв для інтенсифікації теплопередачі між теплоносіями, розділеними стінкою (плоскою, трубчастою тощо), і може бути використана в першу чергу для теплообміну в системах "газ - газ" у поверхневих теплообмінниках, наприклад пластинчастих, кожухотрубних, типу "труба в трубі". Відомий теплообмінний елемент, що містить циліндричну стінку для розділення зустрічних потоків теплоносіїв, а також пластини, закріплені на зовнішній поверхні стінки вздовж вектора швидкості теплоносія [Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. 4.1. - Μ.: Химия, 1995. - С. 342, рис. 13-12, е]. Недолік цього теплообмінного елемента - низька ефективність під час теплообміну між двома газовими фазами через низький коефіцієнт тепловіддачі з боку внутрішньої поверхні циліндричної стінки. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є теплообмінний елемент, що містить стінку для розділення зустрічних потоків теплоносіїв, а також пластини, закріплені на стінці [Заявка на изобретение" Рекуператор для радиационной трубчатой горелки" RU 2011113738]. Зазначений теплообмінний елемент має той самий недолік, що і аналог, який розглянуто, а саме низьку ефективність під час теплообміну між двома газовими фазами через низький коефіцієнт тепловіддачі з боку внутрішньої поверхні циліндричної стінки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення теплообмінного елемента, у якому його нове конструктивне виконання забезпечує підвищення ефективності теплообміну газових потоків з боку обох поверхонь стінки, а отже і теплопередачу в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в теплообмінному елементі, що містить стінку для розділення потоків теплоносіїв, а також пластини, закріплені на стінці під гострим кутом до набігаючого потоку, згідно з корисною моделлю, новим є те, що в стінці виконано наскрізні поперечні прорізи, а пластини розміщено в зазначених прорізах з розташуванням кінцевих ділянок по обидві поверхні стінки. Виконання теплообмінного елемента із зазначеними ознаками під час зустрічного руху вздовж нього газових потоків (повітря, димові гази, пара, парогазова суміш тощо) забезпечує зрив потоків на сході їх з пластин. Це приводить до закручування потоків після пластин та інтенсивну турбулізацію потоків, а отже і підвищення ефективності теплопередачі. Виконання поздовжніх осей пластин і стінки такими, що вони перехрещуються, забезпечує також закручування або інтенсивну турбулізацію потоків теплоносіїв в поперечному напрямку стінки, що також інтенсифікує процес теплопередачі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - поздовжній розріз плоского теплообмінного елемента; на Фіг. 2 - приклад розташування пластин з повздовжніми осями, що перпендикулярні поздовжній осі стінки (плоска стінка) або перетинаються з нею (трубчаста стінка); на Фіг. 3 - приклад розташування пластин з осями, що перехрещуються з поздовжньою віссю стінки під кутом (трубчаста стінка); на Фіг. 4 - будова трубчастого теплообмінного елемента. Теплообмінний елемент містить плоску (Фіг. 1) або трубчасту (Фіг. 4) стінку 1 для розділення потоків теплоносіїв 2 і 3, а також пластини 4, осі 5 яких розташовано під гострим кутом α до потоків теплоносіїв у виконаних у ній наскрізних поперечних прорізах 7 з розташуванням кінцевих ділянок по обидві поверхні стінки 1 (див. Фіг. 1, 2). Теплообмінний елемент працює в такий спосіб. Під час руху потоків теплоносіїв 2 і 3 вони обтікають відповідні поверхні стінки 1 і зриваються з пластин 4, що сприяє закручуванню потоків 2 і 3 після пластин 4 та інтенсивну турбулізацію зазначених потоків з підвищенням коефіцієнтів тепловіддачі, а отже і підвищує ефективність теплопередачі. У разі же виконання поздовжніх осей 8 і 6 пластин і стінки, відповідно, такими, що вони перехрещуються, забезпечується закручування (див. Фіг. 4) або інтенсивну турбулізацію (див. Фіг. 3) потоків теплоносіїв 2 і 3 у поперечному напрямку стінки 1, що також інтенсифікує процес теплопередачі Пропонована конструкція теплообмінного елемента, нескладна у виготовленні та експлуатації, суттєво інтенсифікує процес теплообміну між газовими потоками. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Теплообмінний елемент, що містить стінку для розділення потоків теплоносіїв, а також пластини, закріплені на стінці під гострим кутом до потоків, який відрізняється тим, що в стінці виконано наскрізні поперечні прорізи, а пластини розміщено в зазначених прорізах з розташуванням кінцевих ділянок по обидві поверхні стінки. 1 UA 92782 U 2. Елемент за п. 1, який відрізняється тим, що поздовжні осі пластин і стінки перехрещуються. 2 UA 92782 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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