Документ описывает полезную модель многоканальной прессованной трубы, разработанной для улучшения теплообмена с использованием разновысотных выступов на боковых стенках. Эта конструкция позволяет увеличить интенсивность теплоотдачи за счет турбулизации потока воздуха и уменьшения сопротивления. Патент представлен Научно-производственным обществом с ограниченной ответственностью "Таспо".

1. (19) BY (11) 10774
(13) U
(46) 2015.08.30
(51) МПК
F 28F 1/02 (2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ ПРЕССОВАННАЯ ТРУБА
(21) Номер заявки: u 20150046
(22) 2015.02.03
(71) Заявитель: Научно-производствен-
ное общество с ограниченной от-
ветственностью "ТАСПО" (BY)
(72) Авторы: Дьяков Алексей Игоревич;
Киселев Владимир Григорьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-производ-
ственное общество с ограниченной от-
ветственностью "ТАСПО" (BY)
(57)
1. Многоканальная прессованная труба, содержащая торцевые стенки, плоские парал-
лельные верхнюю и нижнюю боковые стенки, на которых выполнены выступы, разделен-
ные продольными канавками, и продольные перегородки, расположенные между верхней
и нижней боковыми стенками с образованием внутренних каналов трубы, отличающаяся
тем, что по крайней мере два прилегающих друг к другу выступа как на верхней, так и на
нижней боковых стенках выполнены разновысотными.
2. Многоканальная прессованная труба по п. 1, отличающаяся тем, что высоты вы-
ступов, прилегающих к выступу с увеличенной высотой, равны.
3. Многоканальная прессованная труба по любому из пунктов 1 или 2, отличающаяся
тем, что разновысотность выступов не превышает 0,5 мм.
(56)
1. Патент РФ 2155921 C1, МПК F 28F 1/02.
2. Патент РБ 2218 U, МПК F 28F 1/02, 2005.
Фиг. 1
Полезная модель относится к области теплообменных аппаратов, в частности тепло-
обменным трубам с внешним оребрением, полученным методом бокового подрезания и
отгибания тонких слоев металла.
Известна многоканальная прессованная труба, описанная в патенте Российской Феде-
рации [1]. Труба содержит торцевые стенки, плоские параллельные верхнюю и нижнюю
боковые стенки, на которых выполнены по крайней мере три выступа, разделенные про-
дольными канавками, и продольные перегородки, расположенные между верхней и ниж-
BY10774U2015.08.30

2. BY 10774 U 2015.08.30
2
ней боковыми стенками с образованием внутренних каналов трубы. В указанном патенте
решается техническая задача интенсификации теплопередачи в каналах за счет криволи-
нейности продольных перегородок. Недостатком такой многоканальной прессованной
трубы является ограниченная возможность создания оребренной поверхности с увеличен-
ной интенсивностью внешнего теплообмена при использовании технологии создания
оребрения методом подрезания и отгиба ребер.
Также известна многоканальная прессованная труба, описанная в патенте Республики
Беларусь [2]. Труба содержит торцевые стенки, плоские параллельные верхнюю и ниж-
нюю боковые стенки, на которых выполнены по крайней мере три выступа, разделенных
продольными канавками, и продольные перегородки, расположенные между верхней и
нижней боковыми стенками с образованием внутренних каналов трубы. В этом патенте
решается техническая задача интенсификации теплопередачи в каналах за счет развитой
внутренней поверхности каналов. Недостатком предложенного в патенте технического
решения также является ограниченная возможность создания оребренной поверхности с
увеличенной интенсивностью внешнего теплообмена при использовании технологии соз-
дания оребрения методом подрезания и отгиба ребер.
Предлагаемое техническое решение позволяет с помощью технологии подрезания ре-
шить техническую задачу создания оребренной поверхности с увеличенной интенсивно-
стью внешнего теплообмена, обеспечивая при этом менее интенсивное увеличение
сопротивления потоку воздуха.
Решение технической задачи обеспечивается тем, что у многоканальной прессованной
трубы, включающей торцевые стенки, плоские параллельные верхнюю и нижнюю боко-
вые стенки, на которых выполнены выступы, разделенные продольными канавками, и
продольные перегородки, расположенные между верхней и нижней боковыми стенками с
образованием внутренних каналов трубы, по крайней мере два прилегающих друг к другу
выступа как на верхней, так и на нижней боковых стенках выполнены разновысотными.
Решению технической задачи также способствует то, что высоты выступов, прилегающих
к выступу с увеличенной высотой, равны, и то, что разновысотность выступов не превы-
шает 0,5 мм.
Выполнение на верхней и на нижней боковых стенках плоской трубы по крайней мере
двух прилегающих друг к другу выступов разновысотными позволяет после оребрения
внешней поверхности и выполнения специальных технологических операций получить
сформированные из низковысотного и более высокого выступов ряды ребер, которые от-
личаются по углу наклона и их длине. В результате при перемещении потока воздуха из
ряда ребер, сформированных из низковысотного выступа, в ряд ребер, сформированных
из более высоких выступов, происходит турбулизация этого потока и интенсивность теп-
лоотдачи увеличивается. Выполнение высот выступов, прилегающих к выступу с увели-
ченной высотой, равными обеспечивает максимальную величину увеличения интенсив-
ности теплоотдачи, а выполнение разновысотности выступов не более 0,5 мм
обуславливает минимальные значения сопротивления в потоке воздуха через оребрение.
Сущность полезной модели поясняют фигуры, на которых представлены:
на фиг. 1 - сечение многоканальной прессованной трубы с двумя прилегающими друг
к другу разновысотными выступами как на верхней, так и на нижней боковых стенках;
на фиг. 2 - сечение многоканальной прессованной трубы с пятью прилегающими друг
к другу разновысотными выступами как на верхней, так и на нижней боковых стенках;
на фиг. 3 - сечение многоканальной прессованной трубы с четырьмя прилегающими
друг к другу разновысотными выступами как на верхней, так и на нижней боковых стен-
ках;
на фиг. 4 - сечение многоканальной прессованной трубы с равной высотой выступов,
прилегающих к выступу с увеличенной высотой.

3. BY 10774 U 2015.08.30
3
Многоканальная плоская труба включает торцевые стенки 1, верхнюю боковую стенку
2 и нижнюю боковую стенку 3. Между верхней боковой стенкой 2 и нижней боковой
стенкой 3 расположены продольные перегородки 4 с образованием каналов 5. На боковых
стенках 2 и 3 выполнены выступы 6 и 7, которые отделены друг от друга продольными
канавками 8. Высота выступов 7 превышает толщину выступов 6.
Выполнение прилежащих друг к другу выступов 6 и 7 разновысотными позволяет при
их подрезании формировать ребра разной высоты на внешней поверхности верхней и
нижней боковых стенок. Более высокие ребра формируются из выступов 7 с увеличенной
высотой. Разновысотность ребер, в свою очередь, позволяет при расположении их вершин
на равном расстоянии от поверхности боковых стенок 2 и 3 иметь разный угол наклона
ребер. В результате разного угла наклона ребер к поверхности стенок обеспечивается тур-
булизация потока воздуха в межреберном пространстве и за счет этого увеличивается ин-
тенсивность теплоотдачи. Теплоотдача также повышается за счет увеличенной площади
наклонных ребер.
Превышение высоты выступов 7 над высотой выступов 6 определяет не только угол
наклона ребер к поверхности трубы, но и расстояние между ребрами. Чем больше превы-
шение, тем меньше расстояние между более высокими ребрами. В свою очередь умень-
шение расстояния между ребрами приводит к росту сопротивления оребренной
поверхности потоку воздуха. При разновысотности выступов, превышающей 0,5 мм, име-
ет место существенный рост сопротивления при менее интенсивном росте теплоотдачи.
Одним из известных способов интенсификации теплообмена является организация
пульсаций скорости в межреберном пространстве. Возникновение пульсаций может быть
обеспечено тем, что выступы 6, прилежащие к выступу 7, выполнены равновысотными.
Это позволяет чередовать ряд ребер с увеличенным межреберным расстоянием с рядом
ребер с уменьшенным межреберным расстоянием, что обеспечивает изменение скорости
воздуха в межреберном пространстве от ряда к ряду и обеспечивает интенсификацию теп-
лообмена.
Испытание теплообменников, изготовленных из многоканальных прессованных труб,
выступы 6 которых, прилегающие к выступу 7 с увеличенной высотой, были выполнены
равновысотными, а разновысотность выступов не превышала 0,5 мм, показало, что тепло-
отдача оребренной поверхности увеличивалась на 70 %, а сопротивление оребренной по-
верхности - на 60 %.
Работа многоканальной прессованной трубы в составе теплообменника отличается от
работы известных интенсивностью протекания процесса теплоотдачи, своей эффективно-
стью и заключается в следующем: жидкий или газообразный теплоноситель пропускают
по каналам 5, при этом осуществляется конвективная передача тепла как непосредственно
стенкам 1, 2, 3, 4, так и через продольные перегородки 4, которое далее ребрами, создан-
ными из выступов 6 и 7, отдается потоку воздуха.
Предлагаемая многоканальная прессованная труба позволяет изготовить теплообмен-
ники с улучшенными теплопередающими характеристиками в заданных габаритных раз-
мерах или снизить металлоемкость теплообменника при заданных теплопередающих
характеристиках.
Фиг. 2

4. BY 10774 U 2015.08.30
4
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.