ТЕПЛООБМЕННИК ТИПА "ТРУБА В ТРУБЕ"

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам, применяемым в химической, пищевой и других отраслях промышленности, где требуется передача тепла от одного агента к другому.
Известен теплообменник типа «труба в трубе», внутренняя и наружная поверхность труб которого гладкая [Молоканов, Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. / Ю.К. Молоканов. - М.: Химия, 1980. - с.178]. К недостаткам устройства относятся:
- невысокая интенсивность теплообмена вследствие невысокой степени турбулентности потока, проходящего внутри труб;
- невысокая площадь теплообмена при сравнительно больших габаритах.
Известны теплообменники типа «труба в трубе» с наружным оребрением внутренней трубы, например, в виде стержней, расположенных вдоль трубы. Оребрение увеличивает поверхность теплообмена, а также способствует турбулизации потока в межтрубном пространстве. Недостатком является невысокая поверхность теплообмена [Пат. 2359192 Российская Федерация, МПК F28D 7/10. Теплообменник типа «труба в трубе» / Ахмедов Г.Я.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Дагест. гос. технич. ун-т. - №2008111744/06; заявл. 27.03.2008; опубл. 20.06.2009.].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является теплообменник типа «труба в трубе» с наружным оребрением внутренней трубы в виде шипов [Молоканов, Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. / Ю.К. Молоканов. - М.: Химия, 1980. - с.179]. Недостатком указанного теплообменника является невысокая интенсивность теплообмена ввиду низкой турбулентности потока во внутренней трубе.
Технической задачей является интенсификация теплообмена в теплообменнике типа «труба в трубе» путем повышения турбулизации потока.
Это достигается тем, что в теплообменнике типа "труба в трубе", состоящем из корпуса с патрубками для подвода нагреваемого теплоносителя, отвода охлажденного теплоносителя, внутренней трубы с наружным оребрением, внутренняя труба помимо наружного оребрения имеет внутреннее оребрение, выполненное в виде цельнометаллических стержней, расположенных в шахматном порядке, и содержит интенсификатор потока, представляющий собой заглушенную с двух сторон трубу.
Высота стержня определяется расстоянием между интенсификатором и внешней трубой: стержень может практически касаться интенсификатора с одной стороны и внешней трубы - с другой или может быть короче. Стержни крепятся в трубе посредством пайки или посадки с натягом.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлено схематичное изображение теплообменного аппарата типа «труба в трубе». На фиг.1 представлен общий вид теплообменного аппарата, на фиг.2 - поперечное сечение теплообменного аппарата.
Теплообменный аппарат состоит из корпуса 1 в виде внешней цилиндрической трубы, внутренней трубы 2, цельнометаллических стержней 3, расположенных в шахматном порядке, интенсификатора потока 4, патрубков 5, 6, 7, 8 для входа (выхода) теплоносителей. Устройство работает следующим образом.
Один из потоков направляется в межтрубное пространство, образованное внешней цилиндрической трубой 1 и внутренней оребренной трубой 2. Передав тепло или приняв его от другого потока (проходящего в пространстве, образованным внутренней трубой 2 и интенсификатором 4), поток выводится из теплообменного аппарата. При этом коэффициент теплоотдачи значительно увеличивается (по сравнению с гладкими трубами) за счет оребрения и турбулизации потока в трубном и межтрубном пространствах. Интенсификатор 4, представляющий собой заглушенную с двух сторон трубу, предназначен для уменьшения сечения трубного пространства и увеличения скорости потока.