Теплообменный элемент

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Дьяков Алексей Игоревич Киселев Владимир Григорьевич(57) 1. Теплообменный элемент в виде плоской трубы с поперечным оребрением, образованным, по крайней мере, двумя рядами лепестков ребер, расположенных с равным шагом под углом к поверхности трубы и имеющих основания и вершины, отличающийся тем,что длина лепестков от основания до вершины выполнена изменяющейся от одного ряда к другому, при этом вершины лепестков ребер для всех рядов расположены на равном расстоянии от поверхности трубы, а угол наклона лепестков ребер к поверхности трубы равен(/),где- угол наклона лепестков ребер к поверхности трубы, - расстояние между поверхностью плоской трубы и вершинами лепестков ребер, - длина лепестков ребер, - номер ряда лепестков ребер. 2. Теплообменный элемент по п. 1, отличающийся тем, что длина лепестков ребер выполнена увеличивающейся от одного ряда к другому. 3. Теплообменный элемент по п. 1, отличающийся тем, что основания лепестков ребер от ряда к ряду расположены по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра, равномерно перемещаемого вдоль оси плоской трубы. 30392006.10.30 4. Теплообменный элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что основания лепестков ребер расположены по линии, описываемой вращающейся точкой окружности, центр которой равномерно перемещается по оси, параллельно смещенной от оси плоской трубы на расстояние- ,где- смещение оси перемещения центра окружности относительно оси плоской трубы, - ширина лепестка ребер, - радиус окружности, - ширина плоской трубы.(56) 1. А.с. СССР 1763854, МПК 28 1/04, 1/32, 3/04, 1992. 2. А.с. СССР 1673825, МПК 28 1/24, 1991. Полезная модель относится к области теплообменных аппаратов, в частности к теплообменным трубам с внешним оребрением, полученным методом подрезания. Известен теплообменный элемент, выполненный в виде плоской многоканальной трубы с поперечным оребрением 1. С целью интенсификации теплообмена внешняя поверхность трубы снабжена оребрением из лепестков, расположенных с равным шагом под углом к набегающему потоку. Недостатками данного технического решения является невысокая теплоотдача от теплообменного элемента потоку воздуха. На увеличение теплоотдачи от внешней поверхности теплообменного элемента потоку воздуха направлено и наиболее близкое к заявляемому техническое решение 2. Это техническое решение отличает то, что угол наклона лепестков ребер к поверхности трубы от одного их ряда к другому выполнен увеличивающимся. Недостатком такого технического решения является низкая теплоотдача вследствие малой площади теплообмена, создаваемой оребрением. Целью технического решения по предлагаемой полезной модели является увеличение теплоотдачи теплообменного элемента. Указанная цель достигается тем, что в теплообменном элементе, выполненном в виде плоской трубы с поперечным оребрением, образованным, по крайней мере, двумя рядами лепестков ребер, расположенных с равным шагом под углом к поверхности трубы и имеющих основания и вершины, длина лепестков ребер от основания до вершины выполнена изменяющейся от одного ряда к другому, при этом вершины лепестков ребер всех рядов расположены на равном расстоянии от поверхности трубы, а угол наклона лепестков ребер к поверхности трубы равен( / ),где- угол наклона лепестков ребер к поверхности трубы, - расстояние между поверхностью плоской трубы и вершинами лепестков ребер, - длина лепестков ребер, - номер ряда лепестков ребер. Увеличение теплоотдачи теплообменного элемента также обеспечивается тем, что длина лепестков ребер выполнена увеличивающейся от одного ряда к другому. Поставленная цель достигается также тем, что основания лепестков ребер от ряда к ряду расположены по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра и одновременно равномерно перемещаемого вдоль оси плоской трубы. Достижению поставленной цели также способствует то, что центр окружности перемещается по оси, параллельно смещенной от оси плоской трубы на расстояние 30392006.10.30 где- смещение оси перемещения центра окружности относительно оси плоской трубы, - ширина лепестка ребер, - радиус окружности, - ширина плоской трубы. Сущность полезной модели поясняют чертежи, на которых представлены на фиг. 1 - вид на оребренную поверхность плоской трубы с рядами лепестков ребер,длина которых изменяется по рядам на фиг. 2 - фронтальный вид размещения наклонных лепестков ребер на плоской трубе, изображенной на фиг. 1 на фиг. 3 - вид на оребренную поверхность плоской трубы с рядами лепестков ребер,длина которых увеличивается от ряда к ряду на фиг. 4 - фронтальный вид размещения наклонных лепестков ребер на плоской трубе,изображенной на фиг. 3 на фиг. 5 - вид на оребренную поверхность плоской трубы с рядами лепестков ребер,основания которых расположены по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра, равномерно перемещаемого вдоль оси плоской трубы на фиг. 6 - вид на оребренную поверхность плоской трубы с рядами лепестков ребер,основания которых расположены по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра, который равномерно перемещается по оси, параллельно смещенной от оси плоской трубы. Теплообменный элемент содержит плоскую трубу 1, на внешней поверхности которой рядами А, В, С,методом подрезания выполнены лепестки ребер 2. Лепестки ребер 2 имеют основания 3 и вершины 4 и расположены под углом , к плоской поверхности трубы 1. При этом, если основания лепестков ребер 3 расположены по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра, который равномерно перемещается по оси 5, то ось 6 плоской трубы 1 расположена параллельно оси 5 или совпадает с ней. Вершины лепестков ребер 4 располагаются от плоской поверхности трубы на одинаковом расстоянии . Плоская труба содержит внутренние каналы 7 для циркуляции теплоносителя. Выполнение длины лепестков ребер Н, изменяющейся от одного ряда к другому, и расположение вершин 4 лепестков ребер 2 на равном расстоянииот поверхности трубы 1 с углом наклона лепестков ребер 2 к поверхности( / ), позволяет увеличить площадь теплообмена и интенсифицировать теплообмен. Площадь теплообмена лепестков ребер 2, расположенных с меньшими углами наклона к поверхности, больше площади теплообмена лепестков ребер, расположенных с большими углами наклона. Интенсификация теплообмена происходит за счет различия от ряда к ряду расстояния между лепестками ребер 2, в результате чего происходит перестройка распределения скорости воздуха в межреберном пространстве. Выполнение длины лепестков ребер , увеличивающейся от одного их ряда к другому,также как и расположение оснований 3 лепестков ребер 2 по линии, описываемой фиксированной точкой окружности, вращающейся с постоянной скоростью вокруг ее центра,равномерно перемещаемого вдоль оси плоской трубы 6, увеличивают интенсификацию теплообмена. Это увеличение происходит за счет изменения от ряда к ряду направления движения потока воздуха в межреберном пространстве. Интенсификация теплообмена обеспечивается также тем, что основания лепестков ребер расположены по линии, описываемой вращающейся точкой окружности, центр которой равномерно перемещается по оси 5, параллельно смещенной от оси 6 плоской трубы 1, на расстояние-,где- смещение оси перемещения центра окружности относительно оси плоской трубы,3 30392006.10.30- ширина лепестка ребер, - радиус окружности, - ширина плоской трубы. Расположение оснований 3 лепестков ребер 2 по линии, описываемой вращающейся точкой окружности, центр которой равномерно перемещается по оси 5, параллельно смещенной от оси 6 на расстояние 5, приводит к искривлению входной кромки лепестков ребер 2 и их размещению под изменяющимся углом к потоку воздуха, что обеспечивает интенсификацию теплообмена. Если смещение оси 5 перемещения центра окружности относительно оси 6 плоской трубы 1 не превышает ширины лепестков ребер , то ощутимой интенсификации теплообмена не наблюдается. Если же смещение оси 5 перемещения центра окружности относительно оси 6 плоской трубы 1 превышает величину ( - ), то в удаленном от оси 5 ряду лепестки ребер 2 имеют форму, которая не обеспечивает эффективное движение потока воздуха, что снижает интенсивность теплообмена. Было установлено, что для плоской трубы с шестью рядами лепестков ребер 2, вершины которых располагались на расстоянииот поверхности трубы, равном 5,3 мм, длина лепестков реберувеличивалась от 5,3 мм до 7,8 мм, а угол наклона лепестков ребер 2 к поверхностисоответственно уменьшался от 90 до 43, площадь оребренной поверхности увеличивалась на 23 , а интенсивность теплоотдачи - на 32 . Если основания лепестков ребер 2 располагались по линии, описываемой вращающейся точкой окружности, центр которой равномерно перемещается по оси 5, параллельно смещенной от оси 6 плоской трубы 1 на расстояние 69 мм, то интенсивность теплопередачи увеличивалась до 42 . Теплообменный элемент работает следующим образом тепло от теплоносителя, циркулирующего через внутренние каналы 7 плоской трубы 1, передается основаниям лепестков ребер 3, а затем за счет теплопроводности к их вершинам 4. Развитая поверхность лепестков ребер 2 осуществляет эффективную теплоотдачу в поток воздуха, проходящего через межреберное пространство рядов лепестков 2. Предложенная конструкция теплообменного элемента позволяет повысить эффективность его теплопередачи за счет интенсификации теплообмена между потоком воздуха и оребренной поверхностью трубы, а также за счет увеличения площади оребренной поверхности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4