RU2391613C1 - Кожухотрубный теплообменник - Google Patents
Кожухотрубный теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391613C1 RU2391613C1 RU2008147254/06A RU2008147254A RU2391613C1 RU 2391613 C1 RU2391613 C1 RU 2391613C1 RU 2008147254/06 A RU2008147254/06 A RU 2008147254/06A RU 2008147254 A RU2008147254 A RU 2008147254A RU 2391613 C1 RU2391613 C1 RU 2391613C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protrusions
- tubes
- pipes
- length
- tube
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменному оборудованию, и может использоваться в энергетической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Кожухотрубный теплообменник, содержащий шахматный пучок теплообменных труб с переменным продольным профилем, повторяющимся с заданным шагом по длине труб, размещенных со смещением между смежными трубами, при этом продольный профиль труб содержит прямые участки и выступы, а трубы в пучке размещены с чередованием поперечных сечений межтрубного пространства F1 и F2, причем 0,4<F1/F2<0,6, где F1 - площадь сечения, образованного выступами смежных труб, F2 - площадь сечения, образованного прямыми участками смежных труб, и чередованием длин каналов межтрубного пространства L1 и L2, причем 0,2<L1/L2<0,4, где L1 - длина канала между ближайшими вершинами выступов смежных труб, L2 - длина канала между вершинами выступов трубы. Предложенный теплообменник позволяет повысить эффективность теплоотдачи и достигнуть оптимальной интенсификации теплообмена. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменному оборудованию, и может использоваться в энергетической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен кожухотрубный теплообменник (SU №840662, кл. F28D 7/00, F28F 1/06, опубл. 1981), содержащий пучок винтообразно закрученных труб овального профиля, закрепленных прямыми круглыми концами в трубных досках, причем трубы в каждом поперечном ряду пучка установлены с зазорами, образующими по длине пучка щелевые каналы с максимальной шириной, равной половине разности между максимальным и минимальным размерами овала, и имеют касание только с трубами соседних рядов.
Известен теплообменник (SU №1239501, кл. F28D 7/00, опубл. 1986), содержащий кожух и размещенный внутри него пучок теплообменных труб с переменным продольным профилем, повторяющимся с заданным шагом по длине трубы. Шаг продольного профиля труб выполнен уменьшающимся в направлении движения холодного теплоносителя трубного пространства в пределах 40-0,25d, где d - наибольший внутренний диаметр трубы.
Основным недостатком указанных теплообменных аппаратов является недостаточно высокая эффективность теплоотдачи наружной поверхности труб.
Наиболее близким к заявленному изобретению является кожухотрубный теплообменник (SU №1763842, кл. F28D 7/16, F28F 1/06, опубл. 1992), содержащий шахматный пучок теплообменных труб с периодически повторяющимся по длине диффузорно-конфузорным профилем, имеющих угол раскрытия диффузора и конфузора 6-10°, степень сужения сечения 0,6-0,8, образующих в межтрубном пространстве продольные криволинейные периодически расширяющиеся и сужающиеся каналы, при этом теплообменные трубы в пучке размещены со смещением между собой на половину периода профиля диффузор-конфузор, а относительный поперечный шаг труб составляет 1,10-1,16 максимального диаметра трубы.
Недостаток известного кожухотрубного теплообменника с теплообменными трубами диффузорно-конфузорного профиля заключается в том, что профиль труб в продольном сечении очерчен пологими синусоидальными линиями. При обтекании труб в каждом сечении попарно образуются области относительного давления и разрежения, однако геометрия диффузорно-конфузорных участков не обеспечивает условий оптимального поперечного обтекания наружной трубчатой поверхности, что ухудшает гидродинамическую обстановку и уменьшает возможный уровень турбулентности потока теплоносителя, генерируемый трубчатыми элементами поверхности.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоотдачи и достижение оптимальной интенсификации теплообмена.
Поставленная задача решена тем, что в кожухотрубном теплообменнике, содержащем шахматный пучок теплообменных труб с переменным продольным профилем, повторяющимся с заданным шагом по длине труб, размещенных со смещением между смежными трубами, согласно изобретению продольный профиль труб содержит прямые участки и выступы, а трубы в пучке размещены с чередованием поперечных сечений F1 и F2 межтрубного пространства, причем 0,4<F1/F2<0,6, где F1 - площадь сечения, образованного выступами смежных труб, F2 - площадь сечения, образованного прямыми участками смежных труб, и чередованием длин каналов L1 и L2 межтрубного пространства, причем 0,2<L1/L2<0,4, где L1 - длина канала между ближайшими вершинами выступов смежных труб, L2 - длина канала между вершинами выступов трубы.
Сущность изобретения поясняется подробнее чертежами и описанием к ним.
На фиг.1 схематично изображен теплообменник, общий вид; на фиг.2 - элементарная ячейка межтрубного пространства с минимальным сечением F1, образованным выступами смежных труб, и максимальным сечением F2, образованным прямыми участками смежных труб; на фиг.3 - смежные трубы теплообменника с переменным продольным профилем.
Теплообменник содержит кожух 1, в котором установлен шахматный пучок теплообменных труб с переменным продольным профилем 2, закрепленных прямыми концами 3 в трубных досках 4. Трубы имеют прямые участки и выступы высотой h и расположены со смещением выступов в смежных трубах таким образом, что соотношение площадей минимального F1 и максимального F2 сечений каналов межтрубного пространства (фиг.2) находится в пределах 0,4<F1/F2<0,6, а длины каналов между ближайшими вершинами выступов смежных труб L1 и вершинами соседних выступов трубы L2 (фиг.3) ограничены пределами 0,2<L1/L2<0,4. Кожух снабжен патрубками 5 для подвода и отвода среды межтрубного пространства и днищами 6 с патрубками 7 для подвода и отвода среды трубного пространства.
Кожухотрубный теплообменник работает следующим образом.
Поток первичного теплоносителя поступает через входной патрубок 5 на участок труб с прямыми концами 3 пучка теплообменных труб, распределяется по межтрубному пространству и проходит через ряд теплообменных труб с переменным продольным гофрированным профилем 2, поступает в участок труб с прямыми концами, расположенный на противоположном конце теплообменника, и по патрубку 5 выходит из теплообменника. Вторичный теплоноситель поступает через патрубок 7 в днище 6, проходит внутри теплообменных трубок сначала по участку с прямыми концами 3, затем по участку трубного пространства с переменным продольным гофрированным профилем 2, затем по противоположному участку труб с прямыми концами, и через днище и патрубок, расположенные на противоположном конце теплообменника, выходит из него.
При течении теплоносителя в трубном пространстве происходит сужение и расширение потока при прохождении им прямых и расширяющихся (за счет наружных выступов) участков, при этом возникают зоны завихрений, и течение приобретает рециркуляционный характер. Поток трубного теплоносителя интенсивно турбулизуется, возрастают скорости процессов переноса, увеличиваются тепловые потоки на теплопередающую стенку, что приводит к росту теплоотдачи, уменьшению термического сопротивления теплопередачи, в результате чего теплообмен интенсифицируется. При протекании теплоносителя в межтрубном пространстве с чередующимися по площади участками минимального F1 и максимального F2 поперечных сечений каналов межтрубного пространства, образованными прямыми и выступающими участками труб, происходит турбулизация потока (фиг.3) и разрушение пристенного пограничного слоя. Наибольшая интенсификация потока достигается при соотношениях площадей минимального и максимального сечений каналов межтрубного пространства в пределах 0,4<F1/F2<0,6 и длин каналов между ближайшими смежными вершинами соседних труб L1 и вершинами выступов труб L2 в пределах 0,2<L1/L2<0,4. При F1/F2>0,6 и L1/L2>0,4 генерация вихревых структур происходит незначительная, и существенного роста теплоотдачи не наблюдается. При F1/F2<0,4 и L1/L2<0,2 резко возрастает гидравлическое сопротивление.
Таким образом, предложенный кожухотрубный теплообменник с использованием пучка теплообменных труб с переменным продольным профилем, размещенных со смещением между соседними трубами с предлагаемыми относительными параметрами, обеспечивает оптимальное перераспределение переноса тепловой энергии с интенсификацией процесса теплообмена. Теплотехническая эффективность работы кожухотрубного теплообменника повышается на 20-35%. Достигнутые результаты позволяют рекомендовать заявленное изобретение для широкого внедрения в различных областях для осуществления эффективного теплообмена.
Claims (1)
- Кожухотрубный теплообменник, содержащий шахматный пучок теплообменных труб с переменным продольным профилем, повторяющимся с заданным шагом по длине труб, размещенных со смещением между смежными трубами, отличающийся тем, что профиль труб содержит прямые участки и выступы, а трубы в пучке размещены с чередованием поперечных сечений межтрубного пространства F1 и F2, причем
0,4<F1/F2<0,6,
где F1 - площадь сечения, образованного выступами смежных труб;
F2 - площадь сечения, образованного прямыми участками смежных труб, и чередованием длин каналов межтрубного пространства L1 и L2, причем
0,2<L1/L2<0,4,
где L1 - длина канала между ближайшими вершинами выступов смежных труб;
L2 - длина канала между вершинами выступов трубы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147254/06A RU2391613C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Кожухотрубный теплообменник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147254/06A RU2391613C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Кожухотрубный теплообменник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2391613C1 true RU2391613C1 (ru) | 2010-06-10 |
Family
ID=42681629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008147254/06A RU2391613C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Кожухотрубный теплообменник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2391613C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596685C2 (ru) * | 2014-08-01 | 2016-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный комплекс "ГАРАНТ" (ООО "НПК ГАРАНТ") | Теплообменный модуль |
RU2726448C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Кожухотрубный теплообменный аппарат с дополнительным сектором |
RU2799161C1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Теплообменник |
-
2008
- 2008-12-02 RU RU2008147254/06A patent/RU2391613C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596685C2 (ru) * | 2014-08-01 | 2016-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный комплекс "ГАРАНТ" (ООО "НПК ГАРАНТ") | Теплообменный модуль |
RU2726448C2 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" | Кожухотрубный теплообменный аппарат с дополнительным сектором |
RU2799161C1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Теплообменник |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2469215B1 (en) | Tube heat exchanger | |
EP3394522B1 (en) | Fired heat exchanger | |
US5472047A (en) | Mixed finned tube and bare tube heat exchanger tube bundle | |
CA2899275A1 (en) | Heat exchanger having a compact design | |
CN103411454A (zh) | 一种外凸式波节管错位布置的管式换热器 | |
US3916990A (en) | Gas turbine regenerator | |
RU2527772C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2391613C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
CN209945071U (zh) | 一种可调螺距折流板换热器 | |
RU2386096C2 (ru) | Сотовый теплообменник с закруткой потока | |
RU2378594C1 (ru) | Теплообменник | |
CN111895842A (zh) | 空调换热器的换热管、空调换热器和空调设备 | |
PL221028B1 (pl) | Pakiet rurowy wymiennika ciepła | |
RU102776U1 (ru) | Профилированная трубка кожухотрубного теплообменника | |
WO2001007857A1 (en) | Enhanced crossflow heat transfer | |
RU2758119C1 (ru) | Пластинчато-трубчатый теплообменник | |
CN112146477A (zh) | 一种高效螺旋折流板管壳式换热器及换热方法 | |
RU2165571C1 (ru) | Теплообменник пластинчатый противоточный | |
RU2072067C1 (ru) | Прямоточный вертикальный парогенератор | |
CN104034188A (zh) | 换热器及强化换热方法 | |
CN215984116U (zh) | 异径孔折流板锥纹管换热器 | |
RU2770086C1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
PL223582B1 (pl) | Rura opalanego wymiennika ciepła | |
US20150323222A1 (en) | Heat Exchanger Device and System Technologies | |
RU2790537C1 (ru) | Теплообменное устройство |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101203 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120827 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181203 |