трубчатый теплообменный аппарат
Классы МПК: | F28D7/00 Теплообменные аппараты с неподвижными трубчатыми каналами для двух теплоносителей, причем оба теплоносителя контактируют с разделяющими стенками канала F28F1/40 расположенными только внутри трубчатого элемента |
Автор(ы): | Панкратов А.В., Стариков Н.Ф. |
Патентообладатель(и): | Арендное предприятие "Уфанефтехим" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-02-25 публикация патента:
20.07.1995 |
Использование: в теплотехнике, в частности в нефтеперерабатывающей промышленности. Сущность изобретения: внутри труб устанавливаются местные сопротивления диафрагменного типа, размер которых и расстояние между ними определяют по формулам, учитывающим характеристики потока. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
ТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий внутри каждой трубы местные сопротивления в виде кольцевых диафрагм, отличающийся тем, что внутренний диаметр диафрагм и расстояние между диафрагмами определяется из зависимостей:0,05
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
L < [11,416 12,660 (d/D)2 + 8,321 (d/D)4]D,
где d внутренний диаметр кольцевой диафрагмы;
D внутренний диаметр трубы;
L расстояние между смежными диафрагмами.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в нефтеперерабатывающей промышленности. Известны трубчатые теплообменные аппараты (теплообменники, холодильники, кипятильники, печи и т.п.), внутренняя и наружная поверхности труб которых гладкая [1]Известны трубчатые теплообменные аппараты (печи, аппараты воздушного охлаждения и др.), наружная поверхность труб которых оребрена или ошипована [2]
Недостатком указанных трубчатых теплообменных аппаратов является невысокая интенсивность теплообмена ввиду низкой степени турбулентности потока, проходящего внутри труб. Известны также конструкции теплообменных труб, которые с внутренней или с наружной стороны снабжены разнотипными диафрагмами и ребрами [3 и 4]
Недостатком таких конструкций является эмпирический подход к их форме и расстоянию между ними без учета свойств потока. Известна конструкция трубчатого теплообменного аппарата, в котором теплообменные трубы имеют участки переменного сечения, выполненные в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов со следующими соотношениями размеров: 0,035
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039922/2039922t.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
Недостатком указанной конструкции является сложность изготовления теплообменных труб, содержащих участки переменного сечения. Известна конструкция кольцевых турбулизаторов в трубчатом канале, выбранная в качестве прототипа, которые перемещают совместно с нагревателями с целью повышения точности исследований по способу определения характера распределения жидкости в двухфазном потоке теплоносителя [6]
Недостатком этой конструкции является эмпирический (экспериментальный) подбор размеров колец и расстояния между ними за счет поиска турбулентного режима теплоносителя в канале с помощью нагревателей. На практике, обычно, ставится обратная задача, а именно найти такие конфигурации местных сопротивлений и расстояния между ними в трубе (ах), которые обеспечивают объемную турбулизацию потока, приемлемые гидравлические сопротивления и высокие показатели в теплоотдаче. Проведенный анализ показал, что при использовании известных устройство для интенсификации теплообмена в конкретных условиях нельзя гарантировать их высокие показатели, так как в опубликованной по ним литературе отсутствует взаимосвязь между механическими характеристиками турбулизаторов теплообменных труб и свойствами протекающего потока, а следовательно, не подтверждаются высокие показатели в теплоотдаче. Целью изобретения является интенсификация теплоотдачи через стенки труб диаметром D путем повышения турбулизации потока, проходящего через трубы аппарата, и упрощение конструкции турбулизирующих устройств. Цель достигается тем, что внутри труб трубчатого теплообменного аппарата устанавливают местные сопротивления диафрагменного типа на расстоянии друг от друга L и с внутренним диаметром d, которые определяются по зависимостям, учитывающим характеристики потока (по критерию Рейнольдса Ре). Так, для 0,05
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039012/729.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039012/729.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039017/8773.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039012/729.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039012/729.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039041/957.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039922/2039922-2t.gif)
![трубчатый теплообменный аппарат, патент № 2039922](/images/patents/434/2039922/2039922-3t.gif)
Класс F28D7/00 Теплообменные аппараты с неподвижными трубчатыми каналами для двух теплоносителей, причем оба теплоносителя контактируют с разделяющими стенками канала
теплообменный аппарат - патент 2527772 (10.09.2014) | |
газожидкостный кожухотрубный теплообменник с автоматической системой управления процессом теплообмена - патент 2523454 (20.07.2014) | |
теплообменный элемент - патент 2522759 (20.07.2014) | |
кожухотрубный теплообменник - патент 2516998 (27.05.2014) | |
устройство для компримирования и осушки газа - патент 2516675 (20.05.2014) | |
трубчатый теплообменник - патент 2511840 (10.04.2014) | |
теплообменник-реактор - патент 2511815 (10.04.2014) | |
теплообменная система для дезодоратора - патент 2506513 (10.02.2014) | |
теплообменник типа "труба в трубе" - патент 2504723 (20.01.2014) | |
теплообменник - патент 2504717 (20.01.2014) |
Класс F28F1/40 расположенными только внутри трубчатого элемента