трубний пучок

СЕРЕДА МИКОЛА ІВАНОВИЧ

F28F13 / 14 - за допомогою створення в стінках каналів зон з різною теплопровідністю

F28F1 / 24 - Елементи теплообмінних або теплопередающих пристроїв загального призначення (водороздільники і воздухоотделітель, пристрої для вентиляції або аерації замкнених порожнин F16)

F28F1 / 14 - Елементи теплообмінних або теплопередающих пристроїв загального призначення (водороздільники і воздухоотделітель, пристрої для вентиляції або аерації замкнених порожнин F16)

F28D7 / 16 - з каналами, паралельно розташованими в просторі (F28D 7/02-F28D 7/10 мають перевагу)

Винахід стосується утилізації тепла вентиляційних або інших енергетичних викидів систем з метою теплопостачання різних об'єктів. Мета винаходу -підвищення ефективності теплообміну. Зазначена мета досягається тим, що в пучку, що містить вір ™ кальний пакет труб з гвинтовим різьбленням на зовнішній поверхні, на яких розташовані диски з ребрами, останні встановлені на частини довжини труб з можливістю їх переміщення уздовж осі труб по різьбі. Крім того, суміжні труби мають протилежні напрямки нарізки різьблення, а кромки ребер на дисках першого ряду труб по ходу теплоносія, що протікає в міжтрубномупросторі, розташовані паралельно осях труб, а в кожному наступному ряду труб кут нахилу кромок ребер на дисках збільшується. Ефективність теплообміну поліпшується за рахунок зміни поверхні теплообміну при зміні витрати. 2 з.п. ф-ли, 4 іл.fe

ПО винаходів і відкриттів

N 1458682, кл. F 28 F 1/14, 1986.

Патент США ¹ 1818727, кл. 257- 263, опублік. 1931. (54) ТРУБНИЙ ПУЧОК (57) Винахід стосується утилізації тепла вентиляційних або інших енергетичних викидів систем з метою теплопостачання різних об'єктів, Мета ізобретенія†"

Винахід відноситься до теплообмінної техніці, а саме до газорідинним теплообмінникам, і може знайти застосування для утилізації тепла вентиляційних або інших енергетичних викидів.

Відомо турбулізуючими пристрій для теплообмінної труби, що містить встановлені на осі з кроком в 5 †"8 внутрен- них діаметрів труби завіхрітелем з лопатями, при цьому сусідні завіхрітелі виконані поперемінно жорстко і шарнірно пов'язані з віссю.

До недоліків даного пристрою відносяться неефективність експлуатації изза значних енерговитрат. на

"". И "" 1712763 А1 (я) 5 F 28 D 7/16, F 28 F 1/14, 1/24, 13/14 підвищення ефективності теплообміну, Зазначена мета досягається тим, що в пучку, що містить вертикальний пакет труб з гвинтовим різьбленням на зовнішній поверхні, на яких розташовані диски з ребрами, останні встановлені на частини довжини труб з воеможностью їх переміщення уздовж осі труб по різьбі, Крім того, суміжні труби мають протилежні напрямки нарізки різьблення, а кромки ребер на дисках першого ряду труб по ходу теплоносія, протікає в міжтрубномупросторі, розташовані паралельно про ям труб, а в кожному наступному ряду труб кут нахилу кромок ребер на дисках збільшується. Ефективність теплообміну поліпшується за рахунок зміни поверхні теплообміну при зміні витрати, 2 з.п. ф-ли, 4 іл. переміщення теплоносія внаслідок постійного захаращення перерізу каналу і відсутність можливості регулювання теплос'ема.

Відомий пучок теплообмінних труб для використання в системах вентиляції і кондиціонування повітря з внутрішніми поздовжніми ребрами, які виконані у вигляді вкладишів з виступами, висота і кількість яких збільшується від вкладиша до вкладиша по довжині труби в напрямку руху середовища.

Недоліком даного пристрою є неекономічність експлуатації через значні енерговитрат на перемеще1712763 ня теплоносія внаслідок постійного захаращення перерізу каналу і відсутність регулювання теплос'ема.

Відомий теплообмінник з різьбленням на зовнішній поверхні труб і набором ди- 5 сков з ребрами.

Недоліком даного пристрою є неефективність теплообміну через значні енерговитрат на переміщення теплоносія внаслідок постійного 10 захаращення перерізу каналу відсутності регулювання та додаткової турбулізації теплообмінного середовища.

Мета винаходу †"підвищення ефективності теплообміну, 15

Зазначена мета досягається тим, що в пристрої трубного пучка, що містить вертикальний пакет труб з гвинтовим різьбленням на зовнішній поверхні, на яких розташовані диски з ребрами, згідно 20 пропонованого винаходу диски встановлені на частини довжини труб з можливістю їх переміщення уздовж осі труб по різьбі, суміжні труби мають протилежні напрямки нарізки різьблення, кром- 25 ки ребер на дисках першого ряду труб по ходу теплоносія, що протікає в міжтрубномупросторі, розташовані паралельно осях труб, а в кожному последующ му ряду труб кут нахилу кро 30 мок ребер на дисках збільшується.

На фіг, 1 схематично зображено пропонований трубний пучок; на фіг.2 †"то ж, розріз А-А на фіг.1; на фіг.3- той же, розріз

Б-Б на Фіг.2; на фіг, 4 †"збільшення кута 35 нахилу кромок ребер на дисках по ходу теплоносія, що протікає в міжтрубному просторі.

Пристрій містить вертикальний пакет труб 1, розміщених в каналі 2 газового 40 теплоносія (ГТ) і закріплених кінцями в трубних дошках 3 і 4, із вхідними 5 і вихідний 6 камерами з підводять 7 і відводять 8 штуцерами, забезпечених набором дисків 9 з ребрами 10, встановле- 45 них на частини довжини труб, Кожна труба має зовнішню гвинтову різьбу 11, по якій оребрені диски можуть перемещать-. ся уздовж осі труби вгору або вниз, Суміжні труби пучка мають протилежні на- 50 правління нарізки різьблення.

Краї ребер на дисках першого ряду труб по ходу ГТ расположен.и паралельно осях труб, а в кожному наступному ряду труб кут нахилу кромок ребер на дисках 55 збільшується.

Трубний пучок працює наступним чином.

Рідинний теплоносій (ЗТ) через підвідний штуцер 7 надходить у вхідні камеру 5 з трубної дошкою 3, де розподіляється по трубах 1 пучка, протікаючи через які, ЗТ, в залежності від призначення теплообмінника, нагрівається або охолоджується, і надходить через трубну дошку

3 в вихідну камеру 6, звідки ЗТ виводиться через відвідний штуцер 8.

Зовні труби омиваються ГТ, який, проходячи по каналу 2 в міжтрубному просторі, віддає або одержує тепло від ЗТ, що проходить по трубах.

Регулювання теплос'ема в трубному пучку здійснюють наступним чином.

При збільшенні масової витрати ГТ і досягненні певного порогового значення швидкості ГТ диски 9 з ребрами 10 починають обертатися і по зовнішній гвинтовий різьбі труб переміщаються вгору.

Максимальний знімання в трубному пучку досягається при підйомі всіх оребрених дисків на трубах до крайнього верхнього положення, мінімальний †"при розміщенні всіх дисків у нижніх кінців труб, Використання в трубному пучку труб з зовнішньої гвинтовим різьбленням і набором оребрених дисків, розташованих на частині довжини труб з можливістю їх вертикального переміщення уздовж осі труб, дозволяє підвищити ефективність теплообміну за рахунок адекватного, зміни витраті ГТ зміни поверхні нагрівання, коефіцієнта теплопередачі і аеродінамічен еского опору при русі оребрених дисків вгору або вниз під дією потоку ГТ, забезпечуючи, таким чином, саморегулівної теплос'ема.

При відносно невеликих витратах і швидкостях газового теплоносія оребрені диски під дією сил тяжіння утримуються у нижніх кінців труб, і трубний пучок експлуатується в режимі поперечного обтікання вільних від ребер труб, що забезпечує економічність його експлуатації за рахунок раціональних енерговитрат на переміщення газового теплоносія, Застосування в трубному пучку для регулювання теплос'ема змінною теплообмінної поверхні нагрівання, що забезпечує перехід від труб з розвиненим ребрами до гладких, коефіцієнтом ти теплопередачі і аеродинамічного опору яких розрізняються на порядок, дозволяє значно розширити діапазон і зменшити кривизну кривої регулювання, на відміну, наприклад, від шиберного регулювання і тим самим збільшити економічність роботи пучка.

Саморегулівної теплос'ема в пучку дозволяє, крім того, відмовитися від використання для системи регулювання датчиків, регуляторів і виконавчих механізмів, Протилежність напрямків -на- 5 різання різьби на трубах і відповідно протилежність напрямків обертання оребрених дисків на суміжних трубах пучка забезпечує ефективну турбулізацію газового теплоносія і 10 значне збільшення коефіцієнта теплопередачі при одночасному зниженні габаритів і маси на одиницю теплової потужності пучка, збільшення уг ла нахилу до осей труб 15 кромок ребер на дисках в напрямку руху теплоносія, що протікає в міжтрубному просторі, забезпечує зниження коефіцієнта аеродинамічного опору пучка і дозволяє до- 20 стичь найбільш раціональної з точки зору витрат на переміщення теплоносія компонування поверхні нагрівання.

Застосування запропонованого пристрою дозволяє: збільшити ефективність теп- 25 лообмена за рахунок зниження енерговитрат на переміщення газового теплоносія, оскільки конструкція забезпечує необхідне і адекватне зміни витраті

30 газового теплоносія зміна поверхні нагрівання і захаращення каналу ГТ, підвищити економічність експлуатації за рахунок поліпшення регулювальних характеристик, відмовитися or застосування системи регулювання за рахунок можливості саморегулювання теплосьема і аеродинамічного опору в трубному пучку.

1. Трубний пучок, що містить вертикальні труби з гвинтовою різьбою на зовнішній поверхні, на яких встановлені диски з ребрами, про т л і ч а юшійся тим, що, з метою підвищення ефективності теплообмінника, диски встановлені на частини довжини труб з можливістю переміщення по різьбі уздовж осі труб під дією потоку.

2. Лучок поп.1, атл і ча ющийся тим, що в суміжних трубах різьблення має протилежний зміст нарізки.

3. Пучок по пп.1 і 2, про т л і ч а ю щ і йс я тим, що кромки ребер на дисках першого по ходу теплоносія ряду труб розташовані паралельно осі труб, а в наступних рядах ребра розташовані під кутом до осі труб , збільшується від ряду до ряду в напрямку руху теплоносія, 1712763

Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м Ужгород, вул.Гагаріна, 101

Замовлення 527 Тираж Передплатне

ВНДІПО Державного комітету з винаходів і відкриттів при ДКНТ СРСР

113035, Київ, Ж-35, Раушской НЕП "4/5