ТЕПЛООБМІННА ТРУБА

Теплообмінна труба, що містить розташований у її порожнині шнековий завихрювач, вісь якого збігається з поздовжньою віссю труби, при цьому теплообмінна труба має поперечні елементи шорсткості, виконані у вигляді западин на зовнішній та відповідних їм виступів на внутрішній поверхнях теплообмінної труби, які розташовані перпендикулярно її поздовжній осі, крім того, між шнековим завихрювачем та виступом існує зазор, яка відрізняється тим, що на поверхні кожного витка шнекового завихрювача висічено сектори, краї яких відігнуто в потік теплоносія, причому два сусідні сектори відігнуті в протилежні напрями, а в порожнині труби встановлено дротову спіраль, витки якої розташовані навколо шнекового завихрювача, при цьому між поверхнею труби і спіраллю існує зазор.

Корисна модель належить до теплотехніки, зокрема до теплообмінних труб, і може бути використана при виготовленні різноманітних теплових апаратів, газотрубних теплообмінників водогрійних котлів. Відомий турбулізатор (Патент SU № 1103068, м.кл. F28F13/12. Бюл. №26, 1984 p.), виконаний у вигляді стрічки, що звернута по гвинтовій лінії, при цьому стрічка має по краях прорізи, що утворюють пелюстки, кожна з яких повернута навколо своєї осі, при цьому кожна пелюстка повернута по гвинтовій лінії, а суміжні пелюстки мають протилежний напрямок гвинтових ліній. Недоліком теплообмінної труби г складність її виготовлення, а також значні втрати тиску, обумовлені завихрюванням потоку пелюстками, що розташовані по краях стрічки. За найближчий аналог обрано теплообмінну трубу (Патент України на корисну модель № 8471 І, м. кл. F28F 1/38, F28F 1/24, F28D 7/00. Бюл. №22, 2008 p.), що містить розташований у її порожнині шнековий завихрювач, вісь котрого збігається з поздовжньою віссю труби, при цьому труба додатково має поперечні елементи шорсткості, виконані у вигляді западин на зовнішній та відповідних їм виступів на внутрішній поверхні труби, які розташовані перпендикулярно її повздовжній осі, крім того, між шнековим завихрювачем та виступом існує зазор. Недоліком теплообмінної труби є те, що шнековий завихрювач є досить металоємним, і крім того не забезпечує достатнє завихрювання потоку, що обмежує інтенсифікацію теплообміну. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такої теплообмінної труби, в якій за рахунок застосування нових елементів та їх розташування підвищується коефіцієнт тепловіддачі, забезпечується економія металу для виготовлення інтенсифікатора теплообміну. Поставлена задача вирішується тим, що теплообмінна труба, що містить розташований у її порожнині шнековий завихрювач, вісь якого збігається з поздовжньою віссю труби, при цьому труба має поперечні елементи шорсткості, виконані у вигляді западин на зовнішній та відповідних їм виступів на внутрішній поверхнях труби, які розташовані перпендикулярно її поздовжній осі, крім того, між шнековим завихрювачем та виступом існує зазор, при цьому на поверхні кожного витка шнекового завихрювача висічено сектори, краї яких відігнуто в потік теплоносія, причому два сусідні сектори відігнуті в протилежні напрями, а в порожнині труби встановлено дротову спіраль, витки якої розташовані навколо шнекового завихрювача, при цьому між поверхнею труби і спіраллю існує зазор. На кресленні наведено схему теплообмінної труби. Теплообмінна груба 1 містить розташований у її порожнині шнековий завихрювач 2, вісь якого збігається з поздовжньою віссю теплообмінної труби, при цьому вона додатково має поперечні елементи шорсткості, виконані у вигляді западин 3 на зовнішній та відповідних їм плавно окреслених виступів 4 на внутрішній поверхнях теплообмінної груби 1, які розташовані перпендикулярно до поздовжньої осі, крім того, між шнековим завихрювачем 2 та виступом існує зазор, при цьому на поверхні кожного витка шнекового завихрювача 2 висічено сектори 5, краї яких відігнуто в потік теплоносія, причому два сусідні сектори 5 відігнуті в протилежні напрями, а в порожнині теплообмінної труби додатково встановлено дротову спіраль 6, витки якої розташовані навколо шнекового завихрювача 2, при цьому між поверхнею теплообмінної труби 1 і дротовою спіраллю 6 існує зазор. В процесі роботи теплоносій (зокрема гарячі димові гази) подається в нижню частину теплообмінної труби 1 і рухається з певною швидкістю, обтікаючи шнековий завихрювач 2, при цьому шнековий завихрювач 2, на витках якого висічено сектори 5, краї яких відігнуто в потік теплоносія, причому два сусідні сектори 5 відігнуті в протилежні напрями для додаткової турбулізації потоку, закручує потік теплоносія. Закручений потік контактує з внутрішньою поверхнею теплообмінної труби 1, на поверхні якої виконані поперечні плавно окреслені виступи 4, завдяки яким відбувається додаткова турбулізація потоку біля стінки, за рахунок створення системи поздовжніх гвинтоподібних вихорів, що сприяє енергійнішому заміщенню одних шарів теплоносія іншими біля стінки, при цьому відбувається збільшення коефіцієнта тепловіддачі, завдяки чому гази краще охолоджуються, а рідина, що оточує теплообмінну трубу 1, на поверхні якої западини 3 утворюють поперечні вихори, ефективніше нагрівається. Встановлення дротової спіралі 6 сприятиме додатковому закручуванню потоку теплоносія в теплообмінній трубі 1, а отже, до збільшення коефіцієнта тепловіддачі.