теплообменный элемент

Формула изобретения

1. Теплообменный элемент в виде трубы с продольными внутренними каналами, разделенными перегородками, на наружной поверхности которого выполнены внешние поперечные лепестковые бедра, а на внутренней продольные выступы, отличающийся тем, что на выступах и перегородках в каналах выполнены тонкостенные ребра, заостренные к вершине.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что ребра в каналах размещены рядами и расположены со смещением на половину шага относительно ребер в смежных рядах.

3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что ребра в каналах установлены под острым углом к поверхности канала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в качестве радиаторов испарителей, конденсаторов, используемых в автотракторной промышленности и в охладителях газов, используемых в холодильной технике.

Известны элементы (1) в виде плоской трубки с продольными внутренними каналами прямоугольного сечения, на стенках которых со стороны больших сторон выполнены выступы, а на внешней поверхности больших сторон поперечные лепестковые ребра.

Этот элемент обладает простотой конструкции и высокой технологичностью изготовления.

Недостатком указанного элемента является ограничение теплоотдачи к внутренней поверхности от среды, омывающей равные, в продольном направлении, поверхности каналов.

Известен элемент (2) выполненный в виде плоской трубы с продольными внутренними каналами прямоугольного сечения, на стенках которых со стороны больших сторон трубы выполнены выступы в виде локальных элементов. На внешней поверхности больших сторон трубы выполнены внешние лепестковые ребра.

Эта конструкция элемента позволяет увеличить турбулизацию потока среды в каналах и повысить эффективность теплоотдачи за счет применения локальных выступов.

Недостатком такой конструкции элемента является недостаточная эффективность турбулизации из-за округлых форм локальных выступов и ограничение возможности увеличения поверхности каналов.

Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности теплоотдачи за счет увеличение турбулизации потока среды в элементе и увеличения поверхности каналов.

Указанная задача решается введением внутренних лепестковых ребер на внутренних стенках каналов теплообменного элемента. Применение тонкостенных остроугольных ребер позволяет в широких пределах увеличить поверхность каналов, увеличить турбулизацию потока среды, тем самым увеличить теплоотдачу.

Новым признаком является наличие остроугольных ребер на выступах и перегородках.

На фиг.1 представлен теплообменный элемент, общий вид; на фиг.2 - теплообменный элемент, продольный разрез; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 теплообменный элемент, поперечное сечение.

Теплообменный элемент выполнен в виде плоской трубы 1 с продольными внутренними каналами 2 прямоугольного сечения. На больших сторонах 3 трубы 1 выполнены продольные выступы 4. На продольных выступах 4 стороны 3 выполнены остроугольные тонкостенные ребра 5 толщиной 0,2 0,5 мм, возвышающиеся над выступами 4 и наклоненные к поверхности канала 2, под острым углом. На перегородках 6 трубы 1 выполнены остроугольные тонкостенные ребра 7, наклоненные к поверхности канала 2 под острым углом. Высота и шаг ребер 5 и 7 выбираются в зависимости от вязкости среды, для которой предназначен теплообменный элемент и располагаемого гидравлического напора. Для снижения гидравлического сопротивления ребра 5 и 7 могут располагаться в шахматном порядке со смещением на половину шага их взаимного расположения. На поверхности больших сторон 3 трубы 1 выполнены внешние поперечные лепестковые ребра 8.

Данное техническое решение распространяется на теплообменный элемент с любым геометрическим профилем поперечного сечения каналов (круглое, овальное, треугольное и т.д.).

Теплообменный элемент работает следующим образом.

В продольные внутренние каналы 2 плоской трубы 1 поступает один из теплоносителей. Движение теплоносителя по каналу 2 сопровождается его интенсивным завихрением при омывании выступов 4 и ребер 5 и 7, наклоненных под острым углом к каналу 2 и разделением потока теплоносителя. Часть потока 9, омывая ребра 5 за счет его наклона под острым углом, перемещается к стенке 3 канала 2, увеличивая тем самым интенсивность турбулизации потока около стенки 3, а другая часть потока 10 перемещается в поперечном направлении канала в обход ребер 5 и 7, образуя интенсивные вихревые потоки на острых кромках ребер 5 и 7, что способствует повышению эффективности теплообменного элемента. С внешней стороны поперечные лепестковые ребра 8 омываются другими теплоносителями, обеспечивая теплоотдачу от стенки 3. В результате происходит теплообмен в элементе.

Выполнение теплообменного элемента с турбулизаторами в виде тонкостенных ребер 5 и 7, толщиной 0,2 0,5 мм, позволяет существенно увеличить путем изменения количества ребер внутреннюю поверхность, омываемую теплоносителем, что позволяет в широких пределах увеличить теплоотвод от стенок 3 и 6 в зависимости от вязкости теплоносителя.