МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТРУБКИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕПЛООБМЕННИКАХ

Предлагаемая полезная модель относится к теплообменным трубчатым поверхностям, в частности к конструкции теплообменных элементов, труб, которые могут быть использованы в энергетике, химической промышленности и других отраслях промышленности.
Проблема интенсификации теплообмена и уменьшения массогабаритных параметров решается посредством использования пластинчатых теплообменников. Известен пластинчатый теплообменник (РФ №2462677, МПК F28D 9/00, F28F 3/02, опубликовано 13.04.2011), который содержит множество теплообменных пластин. Данное устройство имеет следующий недостаток: трудоемкость и высокая стоимость изготовления теплопередающих пластин.
в
Известна металлическая трубка (патент РФ №81302, МПК F28F 1/40, опубл. 10.03.2009) с канавками, (выбрана в качестве прототипа), выполненными в виде спирали с углом β по отношению к оси трубки, внутренний диаметр трубок выбирают равным D 4…20 мм, угол β 10…20°, глубину канавок Н 0,3…1 мм. Конструктивные особенности упомянутых трубок не позволяют осуществить работу при высоких разностях давлений теплоносителей.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в разработке теплообменной поверхности, образованной трубками предлагаемой конструкции, работающей при более высоком расчетном давлении и разности давлений греющего и нагреваемого теплоносителей, чем в пластинчатых теплообменниках, как разборных, так и неразборных. Технический эффект, используемый при решении поставленной задачи, состоит в формировании геометрии, характерной для пластинчатых теплообменных аппаратов сетчато-поточной компоновки, и достигается тем, что в известных металлических трубках для использования в теплообменниках, снабженных профилем, выполненным под углом, согласно полезной модели, профили выполнены в виде отдельных повторяющихся участков с постоянным шагом S, путем обжатия трубки круглого сечения между двумя цилиндрическими стержнями под углом φ.
Предлагаемая профилированная трубка представлена на фиг.1.
На фиг.2 представлена схема взаимного расположения трубки и стержней перед нанесением профиля на поверхность трубки.
На фиг.3 представлены характеристики по теплообмену для профилированной трубы (полезная модель), а также для трубы с канавками в виде спирали (прототип), отнесенные к гладкой трубе.
н
ст
Размеры трубки представлены следующими диапазонами, мм: а=3…9; b=3…8; с=2…5; g=4…10; е=1,0; S=15…20. Исходная толщина стенки трубки круглого сечения δ=1 мм, наружный диаметр d=7…16 мм. Диаметр стержней d=3,5 мм; угол φ=20…40°. Схема взаимного расположения трубки и стержней перед нанесением профиля на поверхность трубки изображена на фиг.2.
Путем наложения рядов трубок предлагаемой конструкции со смещением на половину шага формируется поверхность теплообменника с геометрией сетчато-поточной компоновки.
Предлагаемая поверхность позволяет интенсифицировать процесс теплообмена как при течении одно-, так и двухфазных потоков теплоносителей, т.е. в теплообменниках: вода-вода, газ-газ, вода-газ (нагреватели и охладители); пар-вода и пар-газ (конденсаторы); пар (любой другой греющий теплоноситель) - испаряющаяся или кипящая жидкость (испарители, греющие камеры выпарных аппаратов и т.п.) и др.