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DE2841482A1 - RING GAP HEAT TRANSFER WITH TWO OR MORE CONCENTRICALLY ARRANGED PIPES - Google Patents

RING GAP HEAT TRANSFER WITH TWO OR MORE CONCENTRICALLY ARRANGED PIPES

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Publication number
DE2841482A1
DE2841482A1 DE19782841482 DE2841482A DE2841482A1 DE 2841482 A1 DE2841482 A1 DE 2841482A1 DE 19782841482 DE19782841482 DE 19782841482 DE 2841482 A DE2841482 A DE 2841482A DE 2841482 A1 DE2841482 A1 DE 2841482A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tubes
corrugations
annular
smooth
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19782841482
Other languages
German (de)
Inventor
Gerd Ebeling
Bodo Hille
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Original Assignee
VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
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Filing date
Publication date
Application filed by VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand) filed Critical VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Publication of DE2841482A1 publication Critical patent/DE2841482A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Ringspaltwaermeuebertrager mit zwei oder mehreren ineinander konzentrisch angeordneten RohrenAnnular gap heat exchanger with two or more tubes arranged concentrically one inside the other

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Ringspaltwaermeuebertrager mit zwei oder mehreren ineinander konzentrisch angeordneten duennwandigen Rohren fuer den Durchfluss waermeaustausübender fluessiger, zaehfluessiger und pastoeser Medien. 10The invention relates to an annular gap heat exchanger two or more concentrically arranged thin-walled tubes for the flow of heat exchangers liquid, viscous and pasty media. 10

Charakteristik der bekannten technischen LoesungenCharacteristics of the known technical solutions

Bekannt sind Ringspaltwaermeuebertrager mit zwei oder mehreren ineinander konzentrisch angeordneten Rohren, bei denen die an der Waermeuebertragung beteiligten Rohre glatt ausgebildet sind· Diese Ringspaltwaermeuebertrager werden auf Grund ihrer hohen Druckfestigkeit vorzugsweise fuer Waermeuebertragungsaufgaben eingesetzt, bei denen ein hoher Betriebsdruck erforderlich ist.Annular gap heat exchangers with two or more tubes arranged concentrically in one another are known where the pipes involved in the heat transfer are smooth · These annular gap heat transfer devices are used Due to its high compressive strength, it is preferably used for heat transfer tasks where a high Operating pressure is required.

Durch die glatte Ausbildung der Rohre wird jedoch nur eine im Vergleich zu anderen bekannten Waermeuebertragern relativ niedrige Waermeuebertragungsleistung erreicht.Due to the smooth design of the tubes, however, only one relative to other known heat exchangers low heat transfer efficiency achieved.

Ziel der Erfindung
25Object of the invention
25th

Das Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der fechnik auszuschliessen und durch eine einfache und billige Vorrichtung eine Erhoehung der Waermeuebertragungsleistung zu erreichen·The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the known Exclude the state of the art and through a simple and cheap device to achieve an increase in the heat transfer performance

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplain the essence of the invention

Das Wesen der .Srfindung besteht in der effektiven Gestaltung der an der Waermeuebertragung beteiligten Waermeuebertragung3rohre und damit eine bedeutende Erhoehung der Waermeuebertragungsleistungj verbunden mit einer Senkung des spezifischen Materialverbrauchs pro Waermeleistungseinheit.The essence of the invention consists in the effective design the heat transfer pipes involved in the new heat transfer and thus a significant increase in the heat transfer capacityj combined with a decrease in the specific material consumption per heat output unit.

Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass die ineinander konzentrisch angeordneten Rohre ringfcermige oder spiralförmige Wellungen besitzen. Dabei koennen Rohre mit ringfoermigen .Wellungen untereinander zugeordnet sein oder aie koennen kombiniert werden mit glatten wandigen Rohren* Weiterhin koennen Rohre mit spiralf oermigen Wellungen untereinander zugeordnet sein oder mit glattwandigen oder ringfoermigen Rohren kombiniert werden·According to the invention this is achieved in that the concentrically arranged tubes have annular or spiral corrugations. Pipes can be included Ringfoermigen .Wellungen be assigned to one another or They can be combined with smooth-walled tubes * Furthermore, tubes with spiral-shaped corrugations can be arranged one below the other assigned or combined with smooth-walled or ring-shaped tubes

Die ring- oder spiralfoermig angeordneten Wellungen der ineinander konzentrisch angeordneten Rohre sind so ausgebildet, dass der Abstand zwischen den Rohren gleich oder groesser ist als die Hoehe der Wellungen« Das heisst, dass der lussendurchmesser des innenliegenden Rohres gleich oder kleiner ist als der Innendurchmesser des darueberliegenden aeusseren Rohres, wodurch laengsverlaufende ringfoermige oder spiralfoermige Kanaele entstehen· The corrugations arranged in a ring or spiral shape in the concentrically arranged tubes are designed in such a way that the distance between the tubes is equal to or greater than the height of the corrugations outer pipe, which creates longitudinal ring-shaped or spiral-shaped channels

Je nach der zu realisier enden. Waermeuebertragungsauf gäbe ist es auch moeglioh, glatte Rohre kombiniert mit Rohren mit ringfoermigen oder "spiralf ο eormigen Wellungen einzusetzen, wobei jedoch mindestens ein Rohr des Ringspaltwaermeuebertragers ringfoermige oder spiralfοermige Wellungen aufweisenDepending on the end to be realized. Heat transfer task is it is also possible to use smooth tubes combined with tubes with ring-shaped or spiral-shaped corrugations, however, at least one tube of the annular gap heat exchanger has annular or spiral corrugations muss· Die spiralfoermig quer zur Stroemungsriohtung verlaufen· den Wellungen der Waermeuebertragungsrohre sind als ein- oder mehrgaengige Spiralen ausgebildet, wobei diese bei den an der Waermeuebertragung beteiligten Rohre in gleioher und/odermust · The spiral-shaped transverse to the flow direction · the corrugations of the heat transfer pipes are as single or multi-turn spirals formed, these with the on the heat transfer involved pipes in the same and / or ineinander entgegengesetzter Richtung verlaufen· Werden die Rohre mit fluor zur Stroemungsriohtung verlaufenden ein- oder nehrgaengig ausgebildeten spiralfοeraigen gegenlaeufigen Wellungen so ausgelegt, dass der Abstand zwischenrun in opposite directions · the pipes with fluorine to flow direction single or multi-course spiral-shaped opposing corrugations designed so that the distance between

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den ineinander konzentrisch angeordneten Rohren gleich der Hoehe der Wellungen ist, so erfolgt eine gegenseitige punktfoermige Abstuetzung der Wellungen und damit gleichzeitig eine Brhoehung der Steifigkeit des Ringspaltwaerneuebertragers. the concentrically arranged tubes is equal to the height of the corrugations, there is a mutual punctiform support of the corrugations and thus at the same time a brightening of the rigidity of the annular gap waerneuebertragers.

Durch, die erfindungsgemaesse Ausbildung der an der Waermeuebertragung beteiligten ineinander konzentrisch angeordneten Rohre wird erreicht, dass bei relativ geringen Stroemungsgeschwindigkeiten im ringfoermigen Stroemungskanal und geringen Druckverlusten hohe Waermeuebertragungswerte erzielt v/erden, die bezogen auf eine Waermeuebertragungsaufgabe zur Folge haben, dass im Vergleich zu Ringspaltwaermeueb.ertragern mit glatten Rohren ein geringerer Materialaufwand zur Erfuellung der gleichen Waermeuebertragungsaufgäbe notwendig ist.By, the inventive training of the heat transfer involved in one another concentrically arranged tubes is achieved that at relatively low Flow velocities in the ring-shaped flow channel and low pressure losses, high heat transfer values achieved v / earth related to a heat transfer task As a result, compared to annular gap heat exchangers with smooth pipes, a lower Cost of materials to fulfill the same heat transfer tasks necessary is.

AusfuehrungsbeispielExecution example

nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausfuehrungsbeispiels erlaeutert werden« Dabei zeigtIn the following, the invention will be based on an exemplary embodiment be explained «It shows

Pig· 1 ineinander konzentrisch angeordnetePig · 1 concentrically arranged one inside the other

Rohre mit ringfoermig oder spiralfoermig angeordneten Wellungen· 25Tubes with ring-shaped or spiral-shaped arranged corrugations 25

Pig· 2 - Pig. 5 Anordnungen von ineinander konzentrischPig · 2 - Pig. 5 arrangements of concentric within each other

angeordneten Rohren, die sowohl glatt als auch mit ringfoermigen oder spiralfoermigen Wellungen ausgebildet sind. 30arranged tubes that are both smooth and ring-shaped or spiral-shaped Corrugations are formed. 30th

Pig. 6 ineinander konzentrisch angeordnetePig. 6 concentrically arranged one inside the other

Rohre mit gegenlaeufig spiralfoermig verlaufenden Wellungen, bei denen sich die Wellungen der uebereinander liegenden Rohre punktfoermig abstuetzen.Tubes with a spiral shape running in opposite directions running corrugations, in which the corrugations of the superimposed Support pipes at points.

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Der Ringspal twaermeueb ertrager besteht nach Fig. 1 aus 3 ineinander konzentrisch angeordneten Rohren, wobei alle 3 Rohre ringfoermig oder spiralfoermig angeordnete Wellungen besitzen« Dabei ist der Abstand der Rohre untereinander groesser als die Wellenhoehe, so dass laengs der Stroemungsrichtung ringfoermige Kanaele entstehen·The Ringspal twaermeueb bearer consists of Fig. 1 3 tubes arranged concentrically inside one another, all 3 tubes arranged in a ring or spiral shape Have corrugations «The distance between the pipes is greater than the wave height, so that long The direction of flow creates ring-shaped canals

In Pig· 2 bis Pig. 5 sind Moeglichkeiten der Kombination von glattwandigen Rohren mit gewellten Rohren dargestellt. Dabei koennen die gewellten Rohre ringfoermige als auch spiralfoermige Wellungen besitzen»In Pig · 2 to Pig. 5 are possible combinations shown by smooth-walled tubes with corrugated tubes. The corrugated tubes can be ring-shaped as well as spiral corrugations »

In Pig· 6 wird ein Ringspaltwaermeuebertrager dargestellt, dessen Rohre spiralfoermige Wellungen aufweisen. Da die Spiralen der Rohre untereinander, gegenlaeufig ausgefuehrt sind und der Abstand zwischen den Rohren gleich der Hoehe der Wellungen ist, kommt es zu einer punktweisen Abstuet zung der Wellungen der uebereinanderliegenden Rohre. Die spiralfoermige Wellung kann dabei ein- oder mehrgaengig ausgefuehrt sein·In Pig 6 an annular gap heat exchanger is shown, whose tubes have spiral corrugations. Because the spirals of the pipes run in opposite directions and the distance between the tubes is equal to the height of the corrugations, there is a point-wise abutment the corrugations of the tubes lying one above the other. The spiral-shaped corrugation can be designed with one or more threads.

Beim Durchfluss des Mediums durch den ringfoermigen Stroemungskanal des Ringspaltwaermeuebertragers werden bei relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit en infolge staendigen Querschnitts- und Richtungswechsels des Ringspaltes und der dabei entstehenden hohen Turbulenz hohe -Zahlen und damit hohe Waermeuebertragungsleistungen erzielt· Diese liegen im Gegensatz zu den bisher bekannten Ausfuehrungen der Ringspaltwaermeuebertrager mit glattwandigen Rohren um ein Mehrfaches ho eher·When the medium flows through the annular flow channel of the annular gap heat exchanger are constant at relatively low flow velocities as a result Change of cross-section and direction of the annular gap and the resulting high turbulence high numbers and thus achieved high heat transfer rates These are in contrast to the previously known designs of the annular gap heat transfer device with smooth walls Pipes by several times ho rather

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Claims (8)

Pat ent ans pr ue ehePat ent ans pr ue marriage 1 · Ringspaltwaerineuebertrager mit zwei oder raehreren ineinander konzentrisch angeordneten duennwaendigen Rohren fuer den Durchfluss waerneaustauschender fluessiger, zaehfluessiger und pastoeser Medien, dadurch gekennzeichnet» dass diese Rohre ringfoermige oder-spiralfoermige Wellungen besitzen, wobei die Zuordnung von Rohren mit ringfoermigen Teilungen untereinander und in der Kombination mit glattv/andigen Rohren erfolgt, oder Rohre nit spiralfoermigen V/ellungen untereinander zugeordnet oder kombiniert mit glattwandigen Rohren sind.1 · Annular gap heat exchanger with two or more nested ones concentrically arranged thin tubes for the flow of water exchanging water, viscous and pasty media, characterized »that these tubes have ring-shaped or spiral-shaped corrugations, whereby the assignment of tubes with annular partitions with each other and in combination with smooth-sided Pipes are made, or pipes with spiral V / elutions are assigned to one another or combined with smooth-walled tubes. 2. Ringspaltwaermeuebertrager nach Punkt 1, gekennzeichnet durch ineinander konzentrisch angeordneten mit quer zur Stroeinungsrichtung ringfoermig oder spiralfοermig angeordneter Wellungen, die so ausgebildet sind, dass' der Abstand (2) zwischen den Rohren (1) groesser ist, als die Iioehe (3) der Wellungen.
202. Annular gap heat transfer device according to item 1, characterized by concentrically arranged with transverse to the flow direction annular or spiral arranged corrugations, which are designed so that 'the distance (2) between the pipes (1) is greater than the Iioehe (3) of the Corrugations.
20th 3. Ringspaltv/aermeuebertrager nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Stroemungsrichtung verlaufenden Wellungen als ein- oder melirgaengige Spiralen ausgebildet sind und diese Spiralen bei den an der Waermeuebertragung beteiligte*1 Rohre (1) in gleicher/oder entgegengesetzter Richtung verlaufen.3. Ringspaltv / aermeuebertrager according to item 1, characterized in that the running transversely to Stroemungsrichtung corrugations are formed as mono- or melirgaengige spirals and extend these spirals on all involved in the heat transfer * 1 tubes (1) in the same / or the opposite direction. 4. Ringspaltwaermeuebertrager nach den Punkten 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (7) glatt ausgebildet ist, und die Rohre (5) und (6) mit einer ringfoermigen angeordneten Wellung versehen ist,4. Annular gap heat exchanger according to points 1, 2 and 3, characterized in that the tube (7) is smooth, and the tubes (5) and (6) with an annular shape arranged corrugation is provided, 5. Ringspaltv/aerineuebertrager nach den Punkten 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (5) und (7) glatt5. Annular gap / aerine transmitter according to points 1, 2 and 3, characterized in that the tubes (5) and (7) are smooth ausgebildet sind und das Rohr (6) mit einer ringfoermigen angeordneten Wellung versehen ist.are formed and the tube (6) is provided with an annular arranged corrugation. 909827/0607909827/0607 6. Rings paltwaermeueb ertrager nach den Punkten 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet9 dass die Rohre (6) und (T) glatt ausgebildet sind und das Rohr (5) mit einer ringfoermigen angeordneten Wellung versehen ist.6. Ring paltwaermeueb carrier according to points 1, 2 and 3, characterized in 9 that the tubes (6) and (T) are smooth and the tube (5) is provided with an annular corrugation. 7. Ringspaltwaermeueb ertrager nach den Punkten 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (5) glatt ausgebildet ist und die Rohre (6) und (7) mit ringfoermigen angeordneten Wellungen versehen sind.7. Annular gap heat transfer according to points 1, 2 and 3, characterized in that the tube (5) is smooth is and the tubes (6) and (7) with annular arranged corrugations are provided. 8. Ringspaltwaermeuebertrager nach Punkt 1 und 3» dadurch bekennzeichnet, dass der Abstand (2) zwischen, den ineinander konzentrisch angeordneten Rohren (1) gleich der Hoehe (3) der Wellungen ist und die gegenlaeufige angeordneten ein- oder mehrgaengig ausgebildeten spiralfoermigen Wellungen sich punktfoermig gegenseitig abstuetzen.8. Annular gap heat exchanger according to point 1 and 3 »thereby indicates that the distance (2) between the concentrically arranged tubes (1) is equal to the The height (3) of the corrugations is and the opposing ones spiral-shaped corrugations formed in one or more passages support each other in a punctiform manner. 909827/0607909827/0607
DE19782841482 1977-10-03 1978-09-23 RING GAP HEAT TRANSFER WITH TWO OR MORE CONCENTRICALLY ARRANGED PIPES Withdrawn DE2841482A1 (en)

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