close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4378

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4378
(13)
C1
(51)
(12)
7
F 28D 7/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
(21) Номер заявки: a 19980231
(22) 1998.03.10
(46) 2002.03.30
(71) Заявитель: Могилевский
технологический
институт (BY)
(72) Авторы: Груданов В.Я., Ткачева Л.Т., Седаков
Е.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Могилевский
технологический институт (BY)
(57)
1. Кожухотрубчатый теплообменник, содержащий кожух, теплообменные трубы, располагающиеся в
трубных решетках по концентрическим окружностям, камеры подвода и отвода нагреваемой среды, патрубки для подвода и отвода нагреваемой среды, подводящую и отводящую камеры для среды межтрубного пространства, выполненные в виде кольцевых обечаек, примыкающих к кожуху, и снабженные тангенциальными патрубками, поперечные перегородки, установленные через одну с зазором относительно корпуса с
образованием отсеков, и цилиндрический перепускной коллектор, расположенный по оси теплообменника,
причем кожух в зоне кольцевых обечаек и перепускной коллектор выполнены с отверстиями, отличающийся тем, что площади поперечного сечения патрубков подвода и отвода нагреваемой среды равны между собой и равны суммарной площади поперечного сечения теплообменных труб в трубной решетке, при этом
поверхность трубной решетки условно разделена на концентрические кольца, наружные радиусы которых
соответствуют формуле:
Rn = (1,272)n · R0,
где n - порядковый номер условного кольца;
R0 - радиус цилиндрического перепускного коллектора;
Rn - наружный радиус условного кольца,
а трубы расположены на центральных радиусах условных колец, и их количество в каждом ряду соответствует формуле:
Фиг. 1
Zn+1 = [(1,618) · Zn],
BY 4378 C1
где квадратные скобки обозначают целую часть числа;
Zn - количество труб на n-ном условном кольце,
при этом наружный радиус трубной решетки равен наружному радиусу последнего, считая от оси трубной решетки, условного кольца.
2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что количество труб в первом, считая от оси трубной решетки, условном кольце равно одному из чисел ряда Фибоначчи, начиная с числа 5 или 8, или 13, или 21,
или 34 и т.д.
(56)
SU 1592703 A, 1990.
SU 800583 A, 1981.
SU 769284 A, 1980.
SU 802767 A, 1981.
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности.
Известен кожухотрубчатый теплообменник, содержащий кожух, теплообменные трубы, располагающиеся в трубных решетках по концентрическим окружностям, камеры подвода и отвода нагреваемой среды,
патрубки для подвода и отвода нагреваемой среды, подводящую и отводящую камеры для среды межтрубного пространства, выполненные в виде кольцевых обечаек, примыкающих к кожуху, и снабженные тангенциальными патрубками, поперечные перегородки, установленные через одну с зазором относительно корпуса с образованием отсеков, и цилиндрический перепускной коллектор, расположенный по оси
теплообменника, причем кожух в зоне кольцевых обечаек и перепускной коллектор выполнены с отверстиями [1].
Тепловая эффективность этого известного устройства повышается за счет того, что отверстия в кожухе и
перепускном коллекторе расположены под углом к оси теплообменника и имеют взаимно противоположное
направление. Вместе с тем и в этом устройстве проходные сечения рядов труб, патрубков подвода и отвода
среды трубного пространства не взаимоувязаны между собой, что создает дополнительные местные сопротивления. Кроме того, трубы расположены в трубных решетках без учета равномерности распределения в
них трубной среды, что приводит к образованию застойных зон, таким образом, эти недостатки снижают в
целом эффективность работы устройства.
Задача изобретения - повышение эффективности работы теплообменника.
Поставленная задача решается тем, что в кожухотрубчатом теплообменнике, содержащем кожух, теплообменные трубы, располагающиеся в трубных решетках по концентрическим окружностям, камеры подвода
и отвода нагреваемой среды, патрубки для подвода и отвода нагреваемой среды, подводящую и отводящую
камеры для среды межтрубного пространства, выполненные в виде кольцевых обечаек, примыкающих к кожуху, и снабженные тангенциальными патрубками, поперечные перегородки, установленные через одну с зазором относительно корпуса с образованием отсеков, и цилиндрический перепускной коллектор, расположенный по оси теплообменника, причем кожух в зоне кольцевых обечаек и перепускной коллектор выполнены с
отверстиями, согласно изобретению, площади поперечного сечения патрубков подвода и отвода среды трубного пространства равны между собой и равны суммарной площади поперечного сечения теплообменных
труб в трубной решетке, при этом поверхность трубной решетки условно разделена на концентрические
кольца, наружные радиусы которых соответствуют формуле:
Rn = (1,272)n · R0, (1)
где n - порядковый номер условного кольца;
R0 - радиус цилиндрического перепускного коллектора;
Rn - наружный радиус условного кольца,
а трубы расположены на центральных радиусах условных колец, и их количество в каждом ряду соответствует формуле:
Zn+1 = [(1,618) · Zn], (2)
где квадратные скобки обозначают целую часть числа;
Zn - количество труб на n-ном условном кольце,
при этом наружный радиус трубной решетки равен наружному радиусу последнего, считая от оси трубной решетки, условного кольца.
Кроме того, количество труб в первом, считая от оси трубной решетки, условном кольце равно одному из чисел
ряда Фибоначчи, начиная с числа 5 или 8, или 13, или 21, или 34 и т.д.
Сущность изобретения поясняется чертежами - на фиг 1 изображен кожухотрубчатый теплообменник,
общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А фиг 1.
2
BY 4378 C1
Кожухотрубчатый теплообменник состоит из кожуха 1, теплообменных труб 2, размещенных в трубных
решетках 3 и 4 по концентрическим окружностям, камер подвода и отвода нагреваемой среды 5 и 6, патрубков для подвода и отвода нагреваемой среды 7 и 8, подводящей 9 и отводящей 10 камер для среды межтрубного пространства, выполненных в виде кольцевых обечаек 11, примыкающих к кожуху 1, и снабженных
тангенциальными патрубками 12 и 13, поперечных перегородок 14, установленных через одну с зазором относительно кожуха 1 с образованием отсеков 15 и цилиндрического перепускного коллектора 16, расположенного по оси теплообменника, причем кожух 1 в зоне кольцевых обечаек 11 и перепускной коллектор 16
выполнены с отверстиями 17 и 18. Трубные решетки 3 и 4 условно разделены на концентрические кольца 19,
наружные радиусы которых определяются по формуле (1), а теплообменные трубы 2 расположены на центральных радиусах условных колец, их количество на каждом условном ряду определяется по формуле (2),
при этом поперечные сечения патрубков для подвода и отвода нагреваемой среды 7 и 8 равны между собой и
равны суммарной площади поперечного сечения теплообменных труб 2.
Кожухотрубчатый теплообменник работает следующим образом. Одна среда (греющая) поступает через
тангенциальный патрубок 12 в подводящую камеру 9, через отверстия 17 поступает в межтрубное пространство, затем через отверстия 18 перепускного коллектора 16 последовательно проходит по отсекам 15, омывая трубы 2, и через отверстия 17 отводящей камеры 10, а затем тангенциальный патрубок 13 выходит из теплообменника. Другая среда (нагреваемая) поступает через патрубок 7 в камеру 5, где посредством трубной
решетки 3 равномерно распределяется в теплообменные трубы 2, получает теплоту от греющей среды и через трубную решетку 4 попадает в камеру 6 и выходит через патрубок 8.
Выполнение условия Rn = (1,272)n · R0 обеспечивает пропорциональное увеличение живого сечения рабочей поверхности трубных решеток по мере увеличения радиуса расположения теплообменных труб на центральных радиусах Rnц условных колец 18. Выполнение условия, при котором Zn+1 = [(1,618) · Zn], обеспечивает пропорциональное увеличение живого сечения рабочей поверхности трубной решетки по мере
увеличения радиуса расположения теплообменных труб на центральных радиусах Rnц условных колец 18.
Расположение теплообменных труб на центральных радиусах Rnц каждого условного кольца 18 создает
идентичные условия для прохождения продукта по всей площади рабочей поверхности трубной решетки и,
тем самым, равномерно распределяет продукт в теплообменные трубы.
Совмещение наружного радиуса трубной решетки с наружным радиусом последнего, считая от оси теплообменника условным кольцом 18, позволяет исключить нежелательный избыток или недостаток площади
рабочей поверхности на периферийной части трубной решетки и исключит вероятность создания там застойных зон. В результате соблюдения всех отличительных признаков имеет место одинаковое значение
пропускной способности трубной решетки по всей ее поверхности, создаются одинаковые условия теплообмена во всех теплообменных трубах и тем самым обеспечивается технический результат - равномерное температурное поле на всех участках нагрева обрабатываемой среды и снижение общего гидравлического сопротивления, и, повышение, тем самым, эффективности работы устройства.
Под пропускной способностью, в данном случае, понимается отношение площади поперечного сечения
теплообменных труб условного кольца к площади поперечного сечения условного кольца трубной решетки.
Использование чисел Фибоначчи, начиная с его пятого числа, т.е. с числа 5 или 8, или 13, или 21, или 34,
т.е. позволяет значительно упростить расчет параметров трубных решеток и унифицировать последние.
Источники информации:
1. SU 1592703 А, 1990.
3
BY 4378 C1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
120 Кб
Теги
патент, by4378
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа