ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области теплотехники, предназначена для применения в трубчатых элементах теплообменных устройств, может быть использована в машиностроении, теплоэнергетике, транспорте.
Известна теплообменная труба аппарата воздушного охлаждения теплоносителя (патент РФ на изобретение №2266496, 2004), характеризующаяся тем, что она содержит наружное оребрение на пути поперечного охлаждающего потока внешней теплообменной среды. Недостаток известного устройства - низкий коэффициент теплопередачи, обусловленный круглым сечением трубы, при котором поток теплоносителя в центральной части трубы значительно больше пристеночного потока, от которого отводится тепло через стенку трубы и оребрение.
Известна также плоская теплообменная труба (патент РФ на изобретение №2279618, 2004), снабженная внешним оребрением, выполненным в виде поперечных лепестковых ребер на внешних горизонтальных плоскостях трубы. Недостатком устройства является сложность изготовления трубы из-за необходимости подрезания слоя материала на поверхности теплообменника и отгибания образующихся ребер, а также ограниченные возможности по дополнительному увеличению интенсивности теплоотдачи от трубы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является плоскоовальная теплообменная труба с поперечными ребрами (авт. свид. СССР на изобретение №1553820, 1990 - прототип). Недостатком устройства-прототипа является сложность изготовления, связанная с приваркой каждого отдельного ребра к трубе, а также низкий коэффициент теплопроводности от трубы к ребру, поскольку хороший тепловой контакт есть только в месте сварки.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение технологии изготовления изделия и увеличение теплопередачи от трубы к ребрам и от теплоносителя к трубе.
Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменной трубе с плоскими параллельными поверхностями и внешним поперечным оребрением в виде теплопроводящих пластин, прикрепленных к плоским поверхностям трубы, согласно предложению, теплопроводящие пластины выполнены в виде гофрированных полос с прямоугольным сечением окна и направлением гофра вдоль оси трубы.
Кроме того, вертикальные части полос могут быть выполнены с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока, а горизонтальные части полос выполнены перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока.
Труба может быть выполнена с углублениями, направленными внутрь трубы.
Выполнение теплопроводящих пластин в виде гофрированных полос с направлением гофра вдоль оси трубы увеличивает площадь теплоотводящего элемента, упрощает технологию оребрения трубы, что наряду с уменьшением габаритов при неизменной площади теплоотвода удешевляет производство изделий.
Выполнение гофрированных полос с прямоугольным сечением окна обеспечивает заданную поверхность теплоотвода при меньших габаритах теплоотводящей трубы, причем выполнение вертикальных частей гофрированных полос с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока, а горизонтальных частей перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока дает возможность дополнительного увеличения теплоотвода от трубы за счет организации турбулентных вихревых течений воздуха при максимальном сохранении теплопередачи по материалу гофрированной полосы.
Выполнение трубы с углублениями, направленными внутрь трубы, позволяет обеспечить турбулентный поток теплоносителя (например, воды) в трубе и увеличивает теплопередачу от воды к трубе при сохранении теплопередачи от трубы к оребрению за счет заполнения углублений припоем в процессе пайки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - формы выполнения вертикальных частей гофрированных полос; на фиг. 3 - формы выполнения горизонтальных частей гофрированных полос; на фиг. 4 - труба с углублениями, направленными внутрь трубы.
Устройство (фиг. 1) состоит из плоской, например, плоскоовальной, трубы 1 с внешним поперечным оребрением в виде теплопроводящих пластин 2, прикрепленных к плоским поверхностям трубы, внутри которой находится теплоноситель 3. Теплопроводящие пластины 2 выполнены в виде гофрированных полос с прямоугольным сечением окна и направлением гофра вдоль оси трубы 1. Пластины прикреплены к трубе, например, с помощью припоя 4 (фиг. 2-4).
Вертикальные части полос могут быть выполнены с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 2), а горизонтальные части - перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 3).
Труба может быть выполнена с углублениями 5, направленными внутрь трубы 1 (фиг. 4).
Устройство работает следующим образом. При прохождении теплоносителя 3 (фиг. 1) по трубе 1 происходит теплопередача от пристеночного потока теплоносителя к трубе и далее к теплопроводящим пластинам 2.
Выполнение теплопроводящих пластин 2 в виде гофрированных полос с направлением гофра вдоль оси трубы 1 (фиг. 1) дает возможность увеличить теплоотвод и упростить технологию оребрения трубы. Выполнение полос 2 с прямоугольным сечением окна дополнительно обеспечивает увеличение теплоотвода от трубы 1 к воздуху за счет увеличения площади теплоотвода при неизменных высоте и количестве выступов, а также благодаря увеличению площади контакта трубы с теплоотводящим элементом.
Выполнение вертикальных частей полос 2 с выемками в обе стороны либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 2), а горизонтальных частей перфорированными с отогнутыми элементами турбулизатора либо гофрированными поперек газового потока (фиг. 3) обеспечивает улучшение теплоотвода за счет того, что увеличивается площадь теплоотвода при сохранении габаритов, а также организуется вихревое течение воздуха для увеличения теплосъема.
Выполнение трубы 1 с углублениями 5, направленными внутрь трубы (фиг. 4), обеспечивает дополнительное увеличение теплопередачи за счет увеличения площади контакта трубы с теплоносителем, а также турбулентности в его приповерхностных слоях.