RU2200925C2

RU2200925C2 - Heat exchanger tube

Info

Publication number: RU2200925C2
Application number: RU2000126421/06A
Authority: RU
Inventors: Федор Петрович Митюхин (UA); Федор Петрович Митюхин
Original assignee: Федор Петрович Митюхин
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: tube has fins made from wire spring wound spirally; fins are provided on inner and outer surfaces of tube; fins on inner surface are made from spiral located on framework. According to invention, fins on inner surface are made in form of double spiral located on framework which is made in form of double spiral wire whose diameter ranges from 0.3 to 1.0 mm; pitch of spring ranges from 2 to 6 of wire diameters and pitch of spiral of outer winding ranges from 1 to 2 diameters of spring. EFFECT: enhanced intensity of heat transfer; enhanced operational efficiency. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетических и теплообменных установках. Заявляемая конструкция трубы предназначена для рекуперативного теплообмена, при котором горячая и холодная среда протекает одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку. The invention relates to heat exchange equipment and can be used in energy and heat exchange plants. The inventive design of the pipe is designed for regenerative heat transfer, in which hot and cold medium flows simultaneously and heat is transferred through the wall separating them.

Известна труба теплообменника, содержащая внутреннее оребрение - вставку, выполненное в виде плоской ленты, закрученной по спирали, имеющей двухсторонние поперечные вырезы (патент SU 1222207, F 28 F 1/40, 29.06.1977). A known heat exchanger tube containing internal fins - an insert made in the form of a flat tape twisted in a spiral having double-sided transverse cuts (patent SU 1222207, F 28 F 1/40, 06/29/1977).

Недостатком известной трубы теплообменника является недостаточно высокая эффективность ее работы вследствие невысокой интенсивности теплоотдачи. A disadvantage of the known pipe of the heat exchanger is not high enough efficiency due to the low intensity of heat transfer.

В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности работы трубы теплообменника посредством усовершенствования конструкции оребрения, что увеличивает коэффициент теплопередачи и соответственно повышает интенсивность теплоотдачи, а следовательно, повышается эффективность работы трубы теплообменника. The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of the heat exchanger pipe by improving the design of the fins, which increases the heat transfer coefficient and accordingly increases the heat transfer rate, and therefore, the efficiency of the heat exchanger pipe is increased.

Поставленная задача достигается тем, что труба теплообменника, содержащая оребрение, согласно изобретению оребрение выполнено в виде проволочной пружины. При этом оребрение навито по спирали. Кроме того, оребрение расположено на наружной поверхности трубы теплообменника. Оребрение расположено на внутренней поверхности трубы теплообменника. Оребрение расположено на внутренней и наружной поверхности трубы теплообменника. При этом оребрение на внутренней поверхности трубы выполнено в виде сдвоенной пружины, размещенной на каркасе. Каркас выполнен в виде скрученной двойной проволоки. Диаметр проволоки оребрения (пружины) выбран в пределах 0,3-1,0 мм. Шаг пружины выбран в пределах 2-6 диаметров проволоки. Шаг спирали наружной навивки пружины выбран в пределах от 1 до 2 диаметров пружины. The problem is achieved in that the heat exchanger tube containing fins, according to the invention, the fins are made in the form of a wire spring. In this case, the fins are wound in a spiral. In addition, the fins are located on the outer surface of the heat exchanger pipe. The fins are located on the inner surface of the heat exchanger pipe. The fins are located on the inner and outer surfaces of the heat exchanger tubes. In this case, the fins on the inner surface of the pipe are made in the form of a double spring placed on the frame. The frame is made in the form of a twisted double wire. The diameter of the fin wire (spring) is selected within the range of 0.3-1.0 mm. The spring pitch is selected within 2-6 wire diameters. The spiral pitch of the external winding of the spring is selected in the range from 1 to 2 spring diameters.

Таким образом, увеличение теплосъема согласно формуле (1) можно добиться, увеличивая коэффициент теплопередачи и (или) увеличивая (до определенного параметра) площадь поверхности теплообмена. Thus, an increase in heat removal according to formula (1) can be achieved by increasing the heat transfer coefficient and (or) increasing (up to a certain parameter) the heat exchange surface area.

Q = K•F•Δt, (1)
где Q - теплосъем;
К - коэффициент теплопередачи;
F - площадь поверхности теплообмена;
Δt - разница температур.Q = K • F • Δt, (1)
where Q is the heat removal;
K is the heat transfer coefficient;
F is the heat exchange surface area;
Δt is the temperature difference.

K = 1/(1/α₁+1/λ+1/α₂), (2)
где К - коэффициент теплопередачи;
α₁, α₂ - коэффициенты теплоотдачи;
λ - теплопроводность.K = 1 / (1 / α ₁ + 1 / λ + 1 / α ₂ ), (2)
where K is the heat transfer coefficient;
α ₁ , α ₂ - heat transfer coefficients;
λ is the thermal conductivity.

Увеличение коэффициента теплопередачи согласно формуле (2) можно добиться, повысив коэффициент теплоотдачи. Геометрические особенности оребрения способствуют турбулизации потока теплоносителя, и кроме того, используются интенсивные по теплоотдаче тонкие цилиндрические тела проволоки, тем самым способствуя интенсификации процесса теплопередачи за счет увеличения коэффициента теплоотдачи и соответственно теплопередачи. Таким образом, оребрение, выполненное в виде проволочной пружины, навитой по спирали, способствует интенсификации процесса теплопередачи. В данном случае, используя проволочное пружинное оребрение и увеличивая коэффициент теплопередачи К, получают более значительное влияние на теплосъем, чем увеличение площади поверхности теплообмена. Диаметр проволоки пружины оребрения выбран исходя из оптимального соотношения между прочностными характеристиками оребрения и интенсивностью теплоотдачи. Шаг пружины выбран исходя из оптимального соотношения интенсивности теплоотдачи и площади поверхности теплообмена. Шаг спирали наружной навивки выбран исходя из технологической возможности изготовления и площади поверхности теплообмена. An increase in the heat transfer coefficient according to formula (2) can be achieved by increasing the heat transfer coefficient. The geometrical features of the fins contribute to the turbulization of the coolant flow, and in addition, thin cylindrical wire bodies intensive in heat transfer are used, thereby contributing to the intensification of the heat transfer process by increasing the heat transfer coefficient and, accordingly, heat transfer. Thus, the fins, made in the form of a wire spring, wound in a spiral, contributes to the intensification of the heat transfer process. In this case, using a spring-loaded wire finning and increasing the heat transfer coefficient K, a more significant effect on heat removal is obtained than an increase in the heat transfer surface area. The diameter of the wire spring fins selected based on the optimal ratio between the strength characteristics of the fins and the intensity of heat transfer. The spring pitch is selected based on the optimal ratio of heat transfer intensity and heat transfer surface area. The step of the spiral of the outer winding is selected based on the technological feasibility of manufacturing and the heat exchange surface area.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Труба теплообменника состоит из трубы 1, наружного оребрения 2, навитого на наружную поверхность трубы, и внутреннего оребрения 3, размещенного на внутренней поверхности трубы, навитого на специальном сдвоенном каркасе 4. The heat exchanger pipe consists of a pipe 1, an external fin 2, wound on the outer surface of the pipe, and an internal fin 3, located on the inner surface of the pipe, wound on a special double frame 4.

Работа трубы теплообменника заключается в следующем. Охлаждаемый (или нагреваемый) теплоноситель (газ или масло) движется внутри трубы 1, омывая внутреннее оребрение 3, отдает тепло охлажденному (или нагретому) воздуху, который поперечно омывает трубу и наружное оребрение 2. The work of the heat exchanger pipe is as follows. The cooled (or heated) coolant (gas or oil) moves inside the pipe 1, washing the internal fins 3, gives off heat to the cooled (or heated) air, which transversely washes the pipe and the external fins 2.

Предложенная конструкция трубы теплообменника обеспечивает высокую надежность при длительной эксплуатации, возможность очистки и промывки внутренних поверхностей, высокий коэффициент теплопередачи при приемлемом гидравлическом сопротивлении трактов, высокие технико-экономические показатели по расходу металла и технологии изготовления, транспортабельность к месту монтажа, удобство обслуживания. The proposed design of the heat exchanger pipe provides high reliability during long-term operation, the ability to clean and rinse internal surfaces, high heat transfer coefficient with acceptable hydraulic resistance of the ducts, high technical and economic indicators for metal consumption and manufacturing technology, transportability to the installation site, ease of maintenance.

Claims

1. The heat exchanger pipe containing fins in the form of a wire spring wound in a spiral, and the fins are located on the outer and inner surfaces of the pipe, the fins on the inner surface of the pipe are made of a spiral located on the frame, characterized in that the fins on the inner surface of the pipe are made a double helix placed on a frame, which is a twisted double wire.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that the diameter of the finning wire is selected in the range of 0.3-1.0 mm.

3. The pipe according to claim 1, characterized in that the spring pitch is selected within 2-6 mm of the wire diameters.

4. The pipe according to claim 1, characterized in that the step of the spiral of the outer winding is selected from 1 to 2 spring diameters.