Главная | Обратная связь

Трубчатые ТА для охлаждения воздуха и охлаждаемые воздухом

К этой группе ТА могут быть отнесены ОНВ дизелей, радиаторы транспортных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), радиаторно-вентиляторные установки (РВУ) для охлаждения компримируемого газа, масла и воды газомотокомпрессоров. АВО трансформаторных подстанций, хи­мических и нефтехимических производств, бытовые и промышлен­ные кондиционеры и другие аппараты, трубные пучки которых ском­понованы из труб с высокими, соизмеримыми с радиусом трубы, реб­рами. Благодаря оребрению площадь теплообменной поверхности, контактирующей с воздухом, может быть увеличена в 7...20 раз и больше, что компенсирует относительно невысокие коэффициенты теплоотдачи со стороны воздуха. Трубные пучки рассматриваемых ТА чаще всего имеют прямоугольную форму, воздух направляется в развитое наружным оребрением труб межтрубное пространство. Наружные ребра круглых или овальных труб могут иметь различную конфигурацию.

Оребрение	Труба	Схема	Область применения
Поперечные квадратные рёбра	Круглая		ОНВ, вохдухоохладители установок кондиционирования воздуха
Круглые рёбра	Круглая		ОНВ, АВО, воздухоохладители установок кондиционирования воздуха, калориферы
Коллективное	Круглая или овальная		Радиаторы транспортных двигателей
Оребрение	Труба	Схема	Область применения
Проволочное	Круглая или овальная		ОНВ, охладители масла силовых трансформаторов
Винтовая намотка или непрерывное спиральное	Круглая		ОНВ, АВО, РВУ, радиаторы, калориферы
Плавниковые рёбра	Круглая		Трубы паровых котлов
Полизональные рёбра	Круглая		ТА специального назначения

В современных конструкциях ОНВ применяют моно- и биметалличес­кие трубы (рис. 1.18) диаметром D = 25...29 мм, а также биметаллические трубы с разрезными ребрами. Продольные разрезы на ребрах с последую­щим отгибом лепестков обеспечивают многократное разрушение погранич­ного слоя, формирующегося на ребрах, и способствуют выравниванию поля коэффициента теплоотдачи по поверхности ребра. По результатам анализа экспериментальных данных выявлено, что размер, радиус и направление отгиба лепестков мало влияют на интенсификацию теплообмена. Число раз­резов целесообразно принимать не более 20, а их глубину — меньше 3...4 мм. Экспериментально установлено увеличение значений коэффициентов тепло­отдачи в пучках с разрезными ребрами на 20...35 %, а аэродинамического сопротивления — на 20...90 % по сравнению со значениями в пучках из таких же труб с неразрезными ребрами. Разрезы (вид А) типа "интеграл" и "полуинтеграл" дают наибольшее увеличение сопротивления, разрезы по винтовой линии — самое низкое (14...35 %). Необходимо отметить, что разрезание ребер оправдано только в том случае, когда в аппарате исполь­зуется незагрязненный воздух. В противном случае разрезы ребер задержи­вают пыль, сажу, масло, золу и другие загрязняющие вещества, в результате межреберные щели труб быстро заполняются асфальтоподобной массой, которую трудно удалить.

Cхема теплообменного элемента одного из ОНВ показана на рис. 1.19. Воздух

движется в межтрубном пространстве перпендикулярно к осям труб 3. Охлаждающая вода поступает в переднюю водяную камеру. Благодаря наличию перегородки 5 вода движется внутри труб первого хода, поворачивает в полости задней водяной камеры 1 и возвращается по тру­бам второго хода в полость передней водяной камеры. Теплообменный элемент крепится в корпусе ОНВ посредством шпилек, соединяющих неподвижную трубную решетку 4 с фланцем корпуса (на рисунке не пока­зан). Для предотвращения утечек воздуха подвижную трубную решетку 2 и трубный пучок необходимо уплотнять. Для этого со стороны боковых стенок 4 корпуса аппарата устанавливают вытеснители 3 (рис. 1.20), штампованные из стальных пластин, гофры которых повторяют очертания трубного пучка. Вытеснители 3 закрепляют с помощью штифтов 2, устанавливаемых на трубных решётках.

РВУ (рис. 1. 21) состоит из нескольких секций, установленных на несущей конструкции 3 таким образом, чтобы воздух от вентилятора 1 равномерно поступил к каждой секции. В РВУ установлены секции охлаждения масла, воды, прокачиваемой через ОНВ, воды внутреннего контура двигателя, компримируемого газа после первой и второй ступеней сжатия.

В одной секции РВУ (охлаждения газа) (рис. 1.22) газ поступает в переднюю камеру через патрубок 1, движется по трубам первого хода, поворачивает в полости задней камеры, по трубам второго хода возвра­щается в переднюю камеру и отводится через патрубок 11. Трубы 7 би­металлические, внутренняя труба стальная, а оребренная рубашка изготов­лена из алюминия АД-1. Ребра выполнены винтовой накаткой. Трубные решетки 5 и 8 неподвижные. Для осмотра и очистки каждой трубы в крыш­ках 4 и 10 предусмотрены лючки, закрытые при эксплуатации заглуш­ками 3.

АВО и РВУ по расположению вентилятора в теплообменной поверх­ности могут быть выполнены одинаково, но АВО чаще предназначены для охлаждения одного вещества.

В ТА установок кондиционирования воздуха часто применяют трубы с коллективным оребрением. Собирающие пластины для интенсификации теплообмена штампуют с зигзагами или волнами, перпендикулярными к потоку воздуха. Используют также перфорированные пластины и пластины с просечками, в которых наличие просеченных участков пластины, смещен­ных относительно ее поверхности, приводит к разрушению образующегося пограничного слоя.

В бытовых кондиционерах типа БК одиночные ребра из алюминия прямоугольной формы толщиной 0,2 мм с выштампованными воротни­ками надеты с натягом на медные трубы.

В более мощных установках нередко применяют трубы, оребренные спиральной гофрированной лентой. Если не принять мер по уменьшению термического сопротивления в месте контакта труб с ребрами, то эффек­тивность оребренных поверхностей может снизиться в 1,5 — 2 раза. Иссле­дование теплоотдачи медно-алюминиевых трубчато-ребристых ТА с насад­ными ребрами позволило установить следующее. Для уменьшения контакт­ного термического сопротивления труб технология изготовления должна предусматривать закрепление ребер с воротниками путем увеличения внутреннего диаметра несущей трубы. При этом должен быть обеспечен гарантированный натяг 0,28...0,32 мм в соединении труба — ребро с пред­варительным гальваническим покрытием медных труб цинком или оло­вом (толщиной слоя 18...21 мкм). Расширение несущей трубы целесообраз­но осуществлять не гидравлическим, а механическим способом путем протяжки через трубу калиброванного дорна (шарика), поскольку тепло­отдача на ребрах при этом способе расширения трубы на 6...9 % больше, чем при гидравлической раздаче.

Для нагрева воздуха в системах воздушного отопления и приточной вентиляции применяют калориферы с трубными пучками различной конст­рукции. Греющим теплоносителем является горячая вода или пар. Отечест­венной промышленностью выпускаются калориферы из биметаллических труб с винтовыми накатными ребрами (КСк-3, КСк-4) и калориферы из стальных труб с коллективным оребрением пластинами — пластинчатые из листовой стали толщиной 0,5 мм и шагом 5 мм (рис. 1.23). Стальные пластинчатые калориферы изготовляются одноходовыми по воде (КФМ — малая модель, КФС — средняя модель, КФБ — большая модель) и много­ходовыми (КВС и КВБ). Калориферы КФМ, КФБ и КФС имеют коридор­ное, а калориферы КВС и КВБ — шахматное расположение труб. Значения площади F_сж проходного сечения по воздуху приведены для правильного выбора производительности вентилятора; массовую скорость воздуха рекомендуется принимать r w = 8...11 кг / (м² с). Калориферы модели КОМ по направлению движения воздуха имеют два ряда труб 4, калориферы модели КОС — три, калориферы модели КФБ — четыре ряда труб. Калорифер набирают по ширине из нескольких секций. В каж­дой секции два продольных ряда стальных труб с d / d_вн = 22 / 18 мм. Ско­рость воды обычно назначают 0,01...1,0 м / с.