МНОГОКАНАЛЬНАЯ ПЛОСКАЯ ПРЕССОВАННАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области теплообменных аппаратов, в частности к прессованным теплообменным трубам.
Известна плоская конденсаторная труба, содержащая плоские параллельные верхние и нижние стенки, переднюю и заднюю стенки полукруглой формы, соединяющие верхние и нижние стенки. Внутри трубы расположены продольные перегородки с продольными микроребрами, причем перегородки расположены друг относительно друга на расстоянии 1,8-6 высоты самих перегородок (Патент Великобритании, №2284471, кл. F 28 F 1/40, 1997).
Недостаткам данной трубы является то, что расположение перегородок относительно друг друга на расстоянии более 1,8 их высоты не позволяет обеспечить значительную площадь внутренней поверхности трубы на единицу ее длины, а следовательно, не может создать высокую эффективность теплообмена и сужает область использования трубы. Наличие микроребер внутри трубы создает застойные зоны при движении теплоносителя и существенно не влияет на интенсификацию теплообмена. Отсутствие продольных канавок на наружной поверхности верхней и нижней стенки ограничивает технологические возможности в изготовлении развитых поверхностей теплообмена, а полукруглая форма передней и задней стенки не обеспечивает минимальное аэродинамическое сопротивление внешнему потоку воздуха, взаимодействующему с наружной поверхностью трубы.
Известна многоканальная прессованная труба, содержащая плоские параллельные верхние и нижние стенки, плоские передние и задние стенки, соединяющие верхнюю и нижнюю стенки, продольные перегородки криволинейной формы, соединяющие верхнюю и нижнюю стенки (Патент РФ, №2155921, кл. F 28 F 1/02, 2000), которая выбрана в качестве прототипа.
К недостаткам данного технического решения относится то, что технологические особенности формирования продольных перегородок криволинейной формы не позволяют получить трубу с шагом перегородок относительно друг друга менее их высоты, что не позволяет обеспечить значительную площадь внутренней поверхности трубы, а следовательно обеспечить эффективный теплообмен между близкими по свойствам средами, например, воздух-воздух. Плоская форма передней и задней стенки не обеспечивает условия минимального аэродинамического сопротивления внешнему потоку воздуха.
Основной задачей полезной модели является разработка многоканальной плоской прессованной трубы, обеспечивающей высокую интенсивность теплообмена между такими средами, как воздух-воздух, масло-воздух за счет создания оптимальных по толщине, высоте и шагу расположения внутренних продольных перегородок, а также за счет возможности создания на наружной поверхности плоской трубы развитой поверхности теплообмена методом подрезания и отгиба тонких слоев металла, т.е. когда ребро и труба выполнены как одно тело, а также за счет более обтекаемой формы трубы.
Поставленная задача решается тем, что в многоканальной плоской прессованной трубе, содержащей плоские параллельные верхнюю и нижнюю стенки, торцовые переднюю и заднюю стенки и продольные перегородки, расположенные между верхней и нижней станками и образующие параллельные каналы, согласно промышленной модели, на наружных поверхностях верхней и нижней стенки выполнен продольные канавки глубиной 0,7-1,2 мм с шагом относительно друг друга в пределах 7-12 мм, а продольные перегородки выполнены толщиной 0,3-0,5 мм, высотой 5-7 мм и расположены относительно друг друга на расстоянии 0,37-0,45 высоты данных перегороди, причем крайние продольные перегородки,
наиболее близко расположенные к передней и задней стенкам трубы, выполнены толщиной 0,6-0,8 мм, а торцевые передняя и задняя стенки выполнены угловыми, вершины которых расположены с внешней стороны трубы с углом при вершине равным 90°.
Выполнение продольных канавок на наружной поверхности верхней и нижней стенок позволяет создавать развитые поверхности теплообмена снаружи трубки методом подрезания и отгиба тонких слоев металла с поверхности трубы, превращая их в ребра, т.е. позволяет создать ребристую поверхность, когда ребра, а также верхние и нижние стенки трубы будут являться одним телом, обеспечивая при этом высокую интенсивность теплообмена. Выполнение глубины продольных канавок в пределах 0,7-1,2 мм позволяет создать ребра высотой 6-10 мм, а шаг расположения продольных канавок 7-12 мм обеспечивает прочную связь этих ребер с основой. Таким образом, выступы между продольными канавками будут использованы для превращения в ребристую поверхность, оптимальную для многоканальных плоских труб при минимальных затратах на ее изготовление.
Выполнение продольных перегородок с шагом, составляющим 0,37-0,45 от их высоты, значение которой находится в пределах 5-7 мм при толщине самих перегородок 0,3-0,5 мм , позволяет получить эффективную внутреннюю поверхность многоканальной плоской прессованной трубы при минимальном весе и максимальных возможностях технологического процесса прессования , обеспечивающего минимально возможное расстояние между соседними продольными перегородками при их высоте 5-7 мм.
Угловая форма выполнения торцевой передней и задней стенки создает оптимальные условия обтекания внешних воздушных потоков при минимальном аэродинамическом сопротивлении и позволяет одновременно использовать эти стенки в качестве базовых поверхностей при технологических операциях, например, при получении оребрения методом подрезания и отгиба тонких слоев металла, сборки трубок в теплообменник и других, при этом значение угла при вершине в 90° является оптимальным при базировании. Выполнение крайних продольных перегородок (наиболее близко расположенных к передней и задней стенке) большей толщины, например, 0,6-0,8 мм, позволяет обеспечить жесткость как треугольных каналов многоканальной плоской трубы, стенки которых используются в качестве базовых поверхностей, так и всей трубы в целом, что предотвращает ее деформацию в процессе изготовления теплообменников.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 показана многоканальная плоская прессованная труба, аксонометрическая проекция; на фиг.2 - вариант наилучшего исполнения многоканальной плоской прессованной трубы шириной 48 мм; на фиг.3 - вариант трубы шириной 64 мм и на фиг.4 - вариант трубы шириной 70 мм.
Многоканальная плоская прессованная труба содержит плоские параллельные верхние 1 и нижние 2 стенки, передние 3 и задние 4 конические стенки, продольные перегородки 5 толщиной 0,3-0,5 мм и крайние продольные перегородки 6 толщиной 0,6-0,8 мм, внутренние параллельные каналы 7, продольные канавки 8 и 9, выполненные соответственно на верхней 1 и нижней 2 стенке, глубина которых ровна 0,7-1,2 мм, а шаг их расположения друг относительно друга равен 7-12 мм. Высота продольных перегородок 5 и 6 равна 5-7 мм, а шаг их расположения друг относительно друга равен 0,37-0,47 их высоты. Угол при вершине 10 и 11 соответственно передней 3 и задней 4 конической стенки равен 90°.
Многоканальная труба работает следующим образом: теплоноситель поступает во внутренние каналы 7 и во время движения вдоль каналов передает теплоту охладителю, например, воздуху через верхние 1 и нижние 2 стенки, передние 3 и задние 4 стенки, а также через продольные перегородки 5. При движении теплоносителя по каналам 7, которые имеют узкую форму, образованную продольными перегородками 5 и 6, и соответственно внутренними
поверхностями стенки 1 и 2, осуществляется интенсивная передача тепла от теплоносителя через продольные перегородки 5, 6 к этим стенкам 1 и 2.
Так, например, в случае выполнения многоканальных плоских прессованных труб при высоте продольных перегородок 5, 6 равным 6 мм, шаг расположения этих перегородок составляет 2,3-2,5 мм, что примерно соответствует шагу расположения ребер на наружной поверхности верхней и нижней стенки, что позволяет создать эффективный теплообмен между такими средами, как воздух-воздух или воздух-масло.
Многоканальная плоская прессованная труб предложенной конструкции позволяет упростить технологию изготовления не только самих прессованных труб, но и всего теплообменника из этих труб, создать теплообменник с минимальным аэродинамическим сопротивлением внешнему потоку охладителя, а также внутреннему потоку теплоносителя при высоких теплопередающих характеристиках теплообмена между такими средами, как воздух-воздух или воздух-масло.