×
25.08.2017
217.015.adf1

Результат интеллектуальной деятельности: Воздухо-воздушный теплообменный аппарат

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано, в частности, в области авиадвигателестроения в системах охлаждения воздуха и газа газотурбинных двигателей. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат имеет кольцевую форму, состоит из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к направлению потока воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок. Каждый из теплообменных модулей выполнен в виде нескольких пар концентрических U-образных трубок овальной формы, собранных зацело. Большая ось овальных трубок направлена вдоль направления потока наружного воздуха, а отношение длины большой оси овала к малой оси овала выполнено в диапазоне 1:5-1:100. U-образные овальные трубки снабжены интенсификаторами течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок. Изобретение позволяет увеличить эффективность теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снизить пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано, в частности, в области авиадвигателестроения в системах охлаждения воздуха и газа газотурбинных двигателей.

Известен воздухо-воздушный теплообменный аппарат, имеющий кольцевую форму, состоящий из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к набегающему потоку воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок (патент RU №2488710, опубл. 27.07.2013 г.).

Недостатком известного теплообменного аппарата является низкий коэффициент эффективности теплообмена, заключающийся в использовании пучка трубок с неравномерным коэффициентом теплопередачи к наружному (холодному) воздуху, вызывающему неэффективное использование наружной поверхности трубок, также в отсутствии интенсификации течения по внутреннему (горячему) и наружному (холодному) контуру.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении перечисленных недостатков прототипа.

Техническими результатами, достигаемыми при использовании заявленного изобретения, являются увеличение эффективности теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снижение пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном воздухо-воздушном теплообменном аппарате, имеющем кольцевую форму, состоящем из нескольких теплообменных модулей, установленных под углом к направлению потока воздуха и представляющих собой конструкцию из нескольких трубок, согласно изобретению, каждый из теплообменных модулей выполнен в виде нескольких пар концентрических U-образных трубок овальной формы, собранных зацело, большая ось овальных трубок направлена вдоль направления потока наружного воздуха, а отношение длины большой оси овала к малой оси овала выполнено в диапазоне 1:5-1:100, причем U-образные овальные трубки снабжены интенсификаторами течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок.

Концентрические U-образные овальные трубки могут быть выполнены в виде гофрированных поверхностей.

Концентрические U-образные овальные трубки воздухо-воздушного теплообменного аппарата могут быть собраны зацело при помощи нескольких рядов шпилек с промежуточными кольцами.

Концентрические U-образные овальные трубки могут быть собраны зацело при помощи наружных ребер методом сварки или выращены совместно методом аддитивной технологии.

Концентрические U-образные трубки овальной формы позволяют компактно разместить теплообменный аппарат в конструкции с заданными габаритами, обеспечивают плавность протекания воздуха внутреннего контура, снижают пульсации колебаний воздуха наружного контура.

Большая ось овальных трубок, направленная вдоль направления потока наружного воздуха, обеспечивает плавность обтекания воздухом наружного контура, обеспечивает заданный расход воздуха внутреннего контура.

При выборе отношения длины большой оси овала к малой оси овала в диапазоне 1:5-1:100, соотношение 1:5 - минимальное эффективное при заданном расходе воздуха внутреннего контура, уменьшающее осевой габаритный размер (вдоль большой оси овальных трубок) теплообменного аппарата. Соотношение 1:100 - максимальное при заданном расходе воздуха внутреннего контура, при котором достигается наибольший коэффициент эффективности теплообмена без превышения допустимого гидравлическом сопротивлении воздуха наружного контура.

Использование интенсификаторов течения воздуха в виде системы ребер наружной и внутренней поверхности овальных трубок увеличивает коэффициент эффективности теплообмена, способствует увеличению прочности и жесткости теплообменного аппарата.

Выполнение U-образных овальных трубок в виде гофрированных поверхностей, увеличивает коэффициент эффективности теплообмена, способствует увеличению жесткости теплообменного аппарата и снижению пульсации колебаний воздуха наружного контура.

Для организации отвода охлаждаемого воздуха имеется выходной собирающий патрубок.

Для обеспечения надежной работы теплообменных модулей между теплообменниками могут быть установлены демпфирующие элементы, гасящие колебания конструкции.

На рис. 1 и 2 представлена принципиальная схема воздухо-воздушного теплообменника.

Воздухо-воздушный теплообменный аппарат состоит из нескольких пар концентрических U-образных овальных трубок 1, выполненных в виде гладкой или гофрированной (на чертеже не показано) поверхности и расположенных под острым углом α к направлению потока наружного воздуха, снабженных системой ребер 2, расположенной на наружной поверхности U-образных овальных трубок, омываемой охлаждающим воздухом, и системой ребер 3, расположенной на внутренней поверхности U-образных овальных трубок, омываемой охлаждаемым воздухом. U-образные овальные трубки собраны в пакет на фланце 4 крепления к перфорированному корпусу 5 и стянуты между собой шпилькой 6 с применением промежуточных колец 7. Между блоками теплообменного аппарата расположены демпфирующие элементы 8. Охлажденный воздух на выходе из теплообменного аппарата проходит через выходной собирающий патрубок 9.

Устройство работает следующим образом.

Горячий воздух (газ) внутреннего контура через перфорированный корпус 5 проходит внутри концентрических U-образных овальных трубок 1 теплообменного аппарата и охлажденным выходит через собирающий патрубок 9. Теплопередача от горячего воздуха (газа) внутреннего контура к металлу стенки осуществляется внутри концентрических U-образных овальных трубок 1, благодаря системе ребер 3, расположенной на внутренней поверхности U-образных овальных трубок. Теплопередача от металла стенки к холодному воздуху наружного контура осуществляется снаружи концентрических U-образных овальных трубок 1, благодаря системе ребер 2, расположенной на наружной поверхности U-образных овальных трубок. Холодный воздух (газ) наружного контура при обтекании снаружи концентрических U-образных овальных трубок 1 нагревается. Система ребер 2, расположенная на наружной поверхности U-образных овальных трубок, построена таким образом, что разрушает пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.

При реализации заявленного воздухо-воздушного теплообменного аппарата увеличивается эффективность теплообмена с сохранением уровня гидравлических потерь во внутреннем и наружном контуре и снижаются пульсации колебаний воздуха (газа) наружного контура.


Воздухо-воздушный теплообменный аппарат
Воздухо-воздушный теплообменный аппарат
Воздухо-воздушный теплообменный аппарат
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 139 items.
10.12.2015
№216.013.9643

Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя с демпфированием вибрационных колебаний

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит диск ротора с кольцевой канавкой, в которой посредством хвостовиков закреплены лопатки ротора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570087
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9644

Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя с компенсацией центробежных нагрузок

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов барабанно-дискового типа осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит лопатки, закрепленные на диске ротора с помощью кольцевых замков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570088
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.01.2016
№216.013.9fa7

Теплообменный модуль системы кондиционирования воздуха самолета

Теплообменный модуль системы кондиционирования воздуха самолета содержит воздухо-воздушный теплообменник, соединенный трубопроводами на входе с запорно-регулирующим устройством и с одной из ступеней компрессора высокого давления в двигателе, а на выходе соединенный трубопроводом с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572513
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a326

Секция вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты)

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Секция вала ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего корпус с проточной частью, выполнена в качестве первой секции вала ротора по ходу воздушного потока в КНД. Секция включает цапфу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573408
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a32f

Секция вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты)

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Секция вала ротора с лопатками компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего корпус с проточной частью, выполнена в качестве второй секции вала ротора по ходу воздушного потока в КНД. Секция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573417
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.02.2016
№216.014.c50f

Упругая опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит установленный на валу радиальный подшипник, наружное кольцо которого соединено с корпусом, в котором выполнены прорези с образованием между ними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574945
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.c593

Способ регулирования работы авиационного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способам регулирования режимами работы двигателя при его эксплуатации на летательном аппарате по приборной скорости полета в зависимости от предельной осевой нагрузки, действующей на упорный подшипник ротора авиационного газотурбинного двигателя. Назначают предельную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578931
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c616

Подшипник скольжения с наноструктурным функционально-градиентным антифрикционным покрытием

Изобретение относится к подшипникам скольжения и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, в железнодорожном, автомобильном транспорте и других областях промышленности. Подшипник скольжения, включающий корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578840
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c656

Центробежно-шестеренный маслонасос

Изобретение относится к области машиностроения и касается устройства центробежно-шестеренных маслонасосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей. Центробежно-шестеренный маслонасос содержит корпус, расположенные в расточках корпуса шестерни с каналами подвода масла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578762
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c6c9

Радиально-торцевое уплотнение ротора турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение его срока службы и расширение области...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578939
Дата охранного документа: 27.03.2016
Showing 71-80 of 158 items.
10.12.2015
№216.013.9643

Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя с демпфированием вибрационных колебаний

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит диск ротора с кольцевой канавкой, в которой посредством хвостовиков закреплены лопатки ротора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570087
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9644

Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя с компенсацией центробежных нагрузок

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов барабанно-дискового типа осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит лопатки, закрепленные на диске ротора с помощью кольцевых замков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570088
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.01.2016
№216.013.9fa7

Теплообменный модуль системы кондиционирования воздуха самолета

Теплообменный модуль системы кондиционирования воздуха самолета содержит воздухо-воздушный теплообменник, соединенный трубопроводами на входе с запорно-регулирующим устройством и с одной из ступеней компрессора высокого давления в двигателе, а на выходе соединенный трубопроводом с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572513
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a326

Секция вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты)

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Секция вала ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего корпус с проточной частью, выполнена в качестве первой секции вала ротора по ходу воздушного потока в КНД. Секция включает цапфу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573408
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a32f

Секция вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты)

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Секция вала ротора с лопатками компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего корпус с проточной частью, выполнена в качестве второй секции вала ротора по ходу воздушного потока в КНД. Секция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573417
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.02.2016
№216.014.c50f

Упругая опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит установленный на валу радиальный подшипник, наружное кольцо которого соединено с корпусом, в котором выполнены прорези с образованием между ними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574945
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.c593

Способ регулирования работы авиационного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способам регулирования режимами работы двигателя при его эксплуатации на летательном аппарате по приборной скорости полета в зависимости от предельной осевой нагрузки, действующей на упорный подшипник ротора авиационного газотурбинного двигателя. Назначают предельную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578931
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c616

Подшипник скольжения с наноструктурным функционально-градиентным антифрикционным покрытием

Изобретение относится к подшипникам скольжения и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, в железнодорожном, автомобильном транспорте и других областях промышленности. Подшипник скольжения, включающий корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578840
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c656

Центробежно-шестеренный маслонасос

Изобретение относится к области машиностроения и касается устройства центробежно-шестеренных маслонасосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей. Центробежно-шестеренный маслонасос содержит корпус, расположенные в расточках корпуса шестерни с каналами подвода масла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578762
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c6c9

Радиально-торцевое уплотнение ротора турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение его срока службы и расширение области...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578939
Дата охранного документа: 27.03.2016
+ добавить свой РИД