Теплообменная трубка

ТЕПЛООБМЕННАЛ ТРУБКА
Предлагаемое техническое решение относится к области теплотехники и может быть широко использовано для интенсификации теплообменного процесса в различных областях.
Известна теплообменная трубка, представляющая собой витую цилиндрическую поверхность с постоянным по ее длине углом наклона образованной на ее поверхности канавки (DE №4343405, А1, 1995 г.).
Из известных наиболее близкой является теплообменная трубка, профилированная сферическими лунками, расположенными рядами на ее внешней поверхности вдоль оси по всей длине с чередующейся ориентацией под углом 90° , под углом 120° и под углом 60° относительно друг друга при определенном соотношении глубины лунки, ее диаметра и внутреннего диаметра трубки ( RU №2105260, С1, 1998 г.).
Известные решения не обеспечивают оптимального теплообмена в пристеночном слое трубки, что негативно сказывается на эффективности теплообменного устройства в целом.
Задачей настоящего предложения является повышение эффективности теплообмена путем его интенсификации в пристеночном слое трубки.
Достигается это тем, что теплообменная трубка выполнена с многозаходными канавками, образованными путем накатки и расположенными на ее внешней поверхности по винтовой линии с углом наклона винтовой линии 10°-60° с образованием с внутренней
стороны трубки соответствующих винтовым канавкам винтовых ребер, при этом, по крайней мере, на части длины одной криволршейной поверхности, образованной между смежными винтовыми канавками, выполнены углубления, например, сферические, расположенные по спирали, проходящей через вершины винтовых выступов или со смещением от нее, предпочтительно, попеременным в стороны смежных винтовых канавок, при этом, углубления могут быть расположены с переменным шагом, уменьшающимся в зоне необходимой интенсификации теплообмена.
Предложение поясняется чертежами, где:
на фиг, 1 представлен общий вид теплообменной трубки;
на фиг.2представлен вид трубки с равномерно
распределенными по ее длине углублениями;
на фиг.З представлено сечение А-А на фиг.2
Теплообменная трубка выполнена из металла с образованными путем накатки многозаходными канавками 1, которые расположены на ее внешней поверхности по винтовой линии с углом наклона ф винтовой линии, равным 10°-60  . С внутренней стороны трубки под канавками 1 образованы винтовые ребра 2. По крайней мере, на части длины одной криволинейной поверхности трубки, образованной между смежными винтовыми канавками, выполнены углубления 3, например, сферические с соотношением высоты сферического сегмента к диаметру образующей сферы равным 0,2 - 0,3. Углубления 3 расположены по спирали (винтовой линии), проходящей через верпшны винтовых выступов или со смещением от нее, предпочтительно, попеременным в стороны смежных винтовых канавок 1. Шаг расположения углублений 3 может быть переменным - уменьшающимся в зоне необходимой интенсификации теплообмена.
Применение теплообменной трубки предложенной конструкции позволяет усилить закрутку потока в непосредственной близости от поверхности трубки, что позволяет разрушить пристенный слой с большим конвективным сопротивлением с обеих сторон трубки. При этом турбулентный режим переводится в область малых чисел Рейнольдса (Re), как внутри трубы, так и в межтрубном пространстве. Теплоотдача в турбулентном режиме существенно выше, чем в ламинарном. Винтовые канавки помимо того, увеличивают плош;адь теплосъема и обеспечивают большую жесткость, а напряжение, вызываемое деформацией трубы, распределяется по оси трубы равномерно, что значительно повышает ее вибронадежность. За счет углублений и их расположения обеспечивается дополнительная закрутка потока внутри углублений и выброс его из пограничного слоя в ядро основного потока. Это также приводит к активному теплообмену.