181538. lajstromszámú szabadalom • Turbulens hőcserélő
(19) HU MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS (11) 181538 SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: (22) 1980. III. 11. (21) (566/80) Nemzetközi osztályozás: (51) NSZO, F 28 F 1/32 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: (42) 1982. X. 28. G22b^a/mj Tár. ' Megjelent: (45) 1986. IV. 30. Feltalálók: Szabadalmas: (72) Dr. Bakay Árpád oki. gépészmérnök, Budapest; Dódás János oki. gépészmér- (73) Energiagazdálkodási Intézet, nők, Budapest; Dr. Forgó László oki. gépészmérnök, Budapest; Papp István oki. Budapest és Hűtőgépgyár, Jászberény gépészmérnök, Budapest; Kovács Gyula oki. gépészmérnök, Budapest; László Károly oki. gépészmérnök, Jászberény (54) Turbulens hőcserélő 1 A találmány turbulens hőcserélő, ahol a csövekre felhúzott bordalemezek felületére merőlegesen kialakított különleges tubulenciaképzők a csövek középvonala, illetve érintője mentén helyezkednek el. A bordás hőcserélő működésének közismerten az a lényege, hogy a csövekben vagy csatornákban áramlik a hőátadásban résztvevő közegek közül a jobb hőátadási tényezővel rendelkező folyadék vagy gőz, míg a csövekre merőlegesen felerősített bordák mentén áramlik a rosszabb hőátadási tényezővel rendelkező közeg, általában gáz, például levegő. A rosszabb hőátadási tényezőt a bordák nagy felülete egyenlíti ki, de nem közömbös, hogy maguknak a bordáknak milyen a kialakítása. A borda mentén áramló közeg és a borda felülete közötti hőátadást elsősorban a közeg sebessége, illetve áramlási képe határozza meg. Az áramlási képet két tényező befolyásolja. Egyrészt az áramlás turbulens vagy lamináris volta, másrészt a sebességeloszlás a borda felülete mentén. A sík lemez mentén áramló gáz vagy levegő esetében a lemez mentén kialakul egy lamináris határréteg, amely a lemez belépő élétől kezdve állandóan növekedik. Ennek a lamináris határrétegnek a kialakítása elkerülhető a lemez síkjának megszakításával, az úgynevezett apróbordák kiképzésével. A turbulens áramlást biztosító apróbordákat eddig általában úgy képezték ki, hogy a lemez anyagából a közeg áramlására merőlegesen keskeny lemezcsíkokat vágtak ki, majd egyes megoldásoknál ezeket a lemezcsíkokat kivágás után eltávolították, így a hőátadó felületet csökkentették. A turbulenciaképző kialakítások számának és elrendezésének meghatározásánál figyelembe kell venni az áramlási 2 ellenállás és hővezetés kérdését is. Csak áramlástanilag megfelelően meghatározott helyre és meghatározott számban szabad turbulenciaképzőket alkalmazni. Ismeretes ugyanis, hogy a turbulenciaképző szerkezetek nemcsak a hőátadást S növelik, hanem megnövelik a hőcserélő áramlási ellenállását is. Figyelembe kell vénni tehát a hőátadást és az áramlási ellenállás hatását az összgazdaságosságra. Ismeretes, hogy a bordás hőcserélő bordáiban a hő vezetés útján terjed. Ez azt jelenti, hogy például a borda hőmérsékle- 10 te a csőnél a legmagasabb, attól távolodva egyre csökken és a két cső közötti középvonal mentén általában a leghidegebb. Ez azt jelenti, hogy a turbulenciaképzőket lehetőleg olyan helyre kell tenni, ahol a hővezetés útját nem akadályozzák, ahol a borda hőmérséklete a legalacsonyabb. 15 Végül foglalkozni kell a borda felülete menti sebességeloszlás kérdésével is. A turbulenciaképzőket úgy kell elhelyezni, hogy azok elősegítsék a levegőeloszlás egyenletességét. Ismeretes, hogy a cső mögötti áramlásnál a levegő elosz- 20 lása nem egyenletes. Ezért a turbulenciaképzők megfelelő elhelyezésével az áramlás egyenletessége fokozható. Ez úgy érhető el, hogy a turbulenciaképzőket a csöveknek az áramlási irányra párhuzamos alkotója mentén helyezik el. A találmány szerinti bordás hőcserélő a fenti elveknek és 25 kívánalmaknak felel meg azzal, hogy az alkalmazott különleges, kombinált turbulenciaképzők elrendezése az eddigiektől merőben eltérd, mert figyelembe kell vennie az áramlástani, és a hőtechnikai szempontokat egyidejűleg és emellett a bordák távolságát, az úgynevezett bordaosztás egyenletessé- 30 gét biztosítják. Az új turbulenciaképzők így hármas funkciót 181538
