SU1366849A1 - Channel for moving heat-transfer agent - Google Patents

Abstract

Изобретение м.б. использовано в теплообменных установках с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористого проницаемого материала. Цель изобретени  - уменьшение гидравлического сопротивлени  канала. Пориста  вставка, установленна  в канале с перекрытием сечени , выполнена с переменной по ее длине удельной поверхностью (УП). УП вставки возрастает от входного сенени  к выходному в случае перемещени  нагреваемого газа и охлаждаемой жидкости и уменьшаетс  в том же направлении при перемещении охлаждаемого газа и нагреваемой жидкости . При перемещении теплоносител , измен ющего свое агрегатное состо ние , вставка имеет максимальное значение УП между ее входным и выходным сечени ми. Изменение УП компенсирует изменение в зкости газа и жидкости, которые могут привести к росту гидравлического сопротивлени . 2 ил. (ЛInvention m. used in heat exchange installations with intensifying inserts in the channels made of porous permeable material. The purpose of the invention is to reduce the flow resistance of the channel. The porous insert, installed in the channel with overlapping section, is made with a specific surface area (UE) variable along its length. The inset of the insert increases from the inlet to the outlet in case of moving the heated gas and the cooled liquid and decreases in the same direction as the cooled gas and the heated liquid move. When moving a heat carrier that changes its state of aggregation, the insert has a maximum value of UE between its inlet and outlet sections. A change in the UE compensates for a change in the viscosity of the gas and liquid, which can lead to an increase in flow resistance. 2 Il. (L

Description

ееher

0 050 05

схsc

11eleven

Изобретение относитс  к энергетическому , химическому и транспортному машиностроению и может быть ис- пользовйно в теплообменных установка с интенсифицирующими вставками в каналах , выполненными из пористого проницаемого материала.The invention relates to power, chemical and transport engineering and can be used in heat exchange installations with intensifying inserts in channels made of porous permeable material.

Цель изобретени  - уменьшение гидравлического сопротивлени  канала.The purpose of the invention is to reduce the flow resistance of the channel.

На фиг.1 изображен газожидкостный теплообменник, продольный разрез; на фиг.2 - канал дл  конденсации пара.Figure 1 shows the gas-liquid heat exchanger, longitudinal section; 2 shows a channel for the condensation of steam.

Теплообменник типа труба в трубе содержит внутреннюю 1 и наружную 2 трубы с центральным 3 и кольцевым 4 каналами. Кольцевой канал закрыт с торцов крьшками 5.В каналах 3 и 4 установлены с перекрытием сечени пористые вставки с переменной по длине канала удельной поверхностью. Вставка в центральном канале 3 выполнена в виде пакета пластин 6-11, а в кольцевом канале 4 - в виде пакета пластин 12-17. С целью снижени  гидравлического сопротивлени  канала удельна  поверхность пластин 6-11 либо монотонно возрастает, либо убывает . Аналогично измен етс  удельна  поверхность пластин 12-17 в канале 4 Канал 18 дл  теплоносител , изме- н юр;его в процессе перемещени  агрегатное состо ние (конденсаци  пара), состоит из трубы 19, в которой установлена пориста  проницаема  вставка с переменной по длине канала удельной поверхностью. Вставка выполнена в виде пакета пластин 20-25, С целью снижени  гидравлического сопротивлени  канала удельна  поверхность пластин по длине канала вначале возрастает (например, пластин 20-22), а затем удельна  поверхность пластин убьгоает (например, пластин 23-25). Таким образом, удельна  поверхность вставки в канале 18 имеет максимальное значение в сечении, расположенном на участке между входным 26 и выходным 27 сечени ми.A tube-in-tube heat exchanger contains an inner 1 and an outer 2 pipe with a central 3 and an annular 4 channel. The annular channel is closed at the ends by clamps 5. In channels 3 and 4, porous inserts with a specific surface area variable along the length of the channel are installed with overlapping sections. Insert in the Central channel 3 is made in the form of a package of plates 6-11, and in the annular channel 4 - in the form of a package of plates 12-17. In order to reduce the hydraulic resistance of the channel, the specific surface of the plates 6-11 either monotonously increases or decreases. Similarly, the specific surface of the plates 12–17 in channel 4 channel 18 for the coolant varies, changed; it is in the process of moving the aggregate state (vapor condensation) consists of a pipe 19 in which a porous permeable insert is installed with a variable length along the channel specific surface area. The insert is made in the form of a plate pack 20-25. In order to reduce the channel hydraulic resistance, the specific surface of the plates along the channel length first increases (for example, plates 20-22), and then the specific surface of the plates is destroyed (for example, plates 23-25). Thus, the specific surface of the insert in the channel 18 has a maximum value in the section located in the area between the inlet 26 and the outlet 27 in sections.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Нагреваемьм газ с массовой скоростью (pv) дви-летс  по каналу 4. Жидкость с массовой скоростью (pv) движетс  по каналу 3. Тепло предаетс  от жидкости к пластинам 6-11, далее через стенку - пластинам 12-17, а от 1П1Х - газовому потоку (fv)j . ГидHeated gas at mass velocity (pv) is moved through channel 4. Liquid with mass velocity (pv) moves through channel 3. Heat is transferred from the liquid to the plates 6-11, then through the wall - to the plates 12-17, and from 1H1X - gas flow (fv) j. Guide

00

равлическое сопротивление вставки в канале 3 равноequal resistance of the insert in channel 3 is equal to

4Рз -У(г+ /i(pv),J (pv),,R ЬТ/р, (1 где d4Рз - У (г + / i (pv), J (pv) ,, R ЬТ / р, (1 where d

b R b R

Т,РT, R

,,

посто нные дл  данного материала величины; толщина вставки;values constant for a given material; insert thickness;

газова  посто нна ; температура и давление; в зкость газа.gas constant; temperature and pressure; gas viscosity.

В зкость газа увеличиваетс  с ростом температуры. Из формулы (1) f видно, что это приводит к возрастанию гидравлического сопротивлени  ЛР вставки. С другой стороны величина о/ пропорциональна S , а величина /5 - S k, п - константы, не меньше единицы). Изменение пористости пластин 12-17 компенсирует это увеличение, т.е. суммарное гидравлическое сопротивление канала 3 снижаетс .Gas viscosity increases with temperature. From formula (1) f, it can be seen that this leads to an increase in the hydraulic resistance of the LR insert. On the other hand, the quantity o / is proportional to S, and the magnitude / 5 is S k, n is a constant, not less than one). The change in the porosity of the plates 12-17 compensates for this increase, i.e. the total hydraulic resistance of channel 3 is reduced.

Дл  жидкости в зкость растет с уменьшением ее температуры, т.е. гидравлическое сопротивление вставки в канале 4 увеличиваетс  с падением температуры. Это видно из следующей 0 модификации формулы (1):For a liquid, viscosity increases with decreasing temperature, i.e. the flow resistance of the insert in channel 4 increases with a drop in temperature. This is evident from the following 0 modification of formula (1):

5five

ЛР, Го М + p(pv). v.jb.LR, Go M + p (pv). v.jb.

(2)(2)

Изменение удельной поверхности компенсирует возрастание dp.The change in specific surface compensates for the increase in dp.

Предлагаемый теплообменник можно также использовать дп  охлаждени  потока (р v) газа и нагрева потока (р v),, дл  чего достаточно помен ть направлени  движени  указанных теплоносителей .The proposed heat exchanger can also be used by dp cooling the gas flow (p v) and heating the gas flow (p v), for which it is enough to change the direction of movement of the indicated coolants.

Канал 18 дл  конденсации пара работает следующим образом.Channel 18 for steam condensation works as follows.

Со стороны стенки отбираетс  тепловой поток Q.-Пар, подаваемый в канал 18 со стороны входного сечени  26 с массовой скоростью (pv), охлаждаетс  в пластинах 20-25, конденсиру- етс  в пластине 22, далее жидкость охлаждаетс  в пластинах 23-25. Изменение удельной поверхности пластин в канале 18 компенсирует изменение в зкости пара (газа) и жидкости, ко- торые в случае S const могут согласно формулам (1) и (2) привести к росту гидравлического сопротивлени  канала. Предлагаемый канал без изменений можно использовать дл  испарени  жидкости. При этом тепловой поток q подаетс  к стенке трубы 19.From the side of the wall, the heat flow Q.-Vapor supplied to the channel 18 from the side of the inlet section 26 is taken at a mass velocity (pv), cooled in the plates 20-25, condensed in the plate 22, then the liquid is cooled in the plates 23-25. The change in the specific surface of the plates in the channel 18 compensates for the change in the viscosity of the vapor (gas) and the fluid, which in the case of S const can, according to formulas (1) and (2), lead to an increase in the flow resistance of the channel. The proposed channel can be used unchanged to evaporate the liquid. Here, the heat flux q is supplied to the wall of the pipe 19.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Канал дл  перемещени  теплоносител , содержащий установленную в нем с перекрытием сечени  пористую вставку , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  гидравлического сопротивлени , вставка выполнена с переменной по ее длине удельной поверхностью, причем при перемещении нагреваемого газа и охлаждаемой жидкости вставка выполнена с возрастающей от входного сечени  к выходному удельной поверхностью, при перемещении охлаждаемого газа и нагреваемой жидкости вставка выполнена с уменьшающейс  в том же направлении удельной поверхностью, а при перемещении теплоносител , измен ющего свое агрегатное состо ние, вставка имеет максимальное значение удельной поверхности на участке между ее входным и выходным сечени ми.The channel for moving the coolant contains a porous insert installed in it with overlapping sections, characterized in that, in order to reduce the hydraulic resistance, the insert is made with a specific surface area variable along its length, and when moving the heated gas and the cooled liquid the insert is made with increasing from the inlet section to the output specific surface, while moving the cooled gas and the heated liquid, the insert is made with the specific surface decreasing in the same direction th, and when moving the heating medium varied guide its aggregation state, the insert has a maximum value of specific surface area between its inlet and outlet-sections. /т/ t /  / ,)75)«))Л,) 75) ")) L фиг.FIG. .. Vxfi 1 :t 1Vxfi 1: t 1 -щ-sch I I I I фиг. 2FIG. 2