Пластинчатый теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F28D9/02 

01

4 05 СЛ 1 Изобретение относится к пластинч тым теплообменникам и может быть использовано в криогенной технике. По основному авт.св. № 907379 известен пластинчатый теплообменник содержащий основные пластины и расположенную между ними насадку .с зигзагообразными каналами постоян ного сечения. Насадка при этом выполнена перфорированной и разделена на секции, установленные с зазором местах поворота каналов, а основные пластины выполнены из малотеплопроводного материала, плакированного высокотеплопроводным слоем, имеющим разрывы между секциями насадки lj Недостатком указанного теплообмен ника является невысокая интенсивност теплообмена, обусловленная его осевой теплопроводностью. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Указанная цель достигается тем, что в пластинчатом теплообменнике, содержащем основные пластины и распо ложенную между ними насадку с зигзагообразными каналами постоянного сечения, выполненную перфорированной и разделенную на секции, установленные с зазором в местах позорфта каналов, при основных пластинах, выполненных из малотеплопроводного материала, плакированного высокотеплопроводным слоем, имеющим разрывы между секциями насадки, основны пластины и разделительные бруски имеют пазы, расположенные напротив разрывов между секциями насадки.При этом пазы имеют глубину, составляющую 0,5-0,7 ширины брусков и ширину в свою очередь, составляющую 1-2 ширины разрывов между секциями насадки. На фиг.1 изображен канал предлагаемого теплообменника при наружном расположении пазов, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. Г; на фиг.З - то же, что на фиг при внутреннем расположении пазов; на фиг. - разрез Б-Б на фиг.ЗПластинчатый теплообменник содер жит основные пластины 1 с пазами 2 по бокам, изготовленные из титаново сплава ВТ-1 , покрытые с двух сторон слоем 3 силумина. Между ними располо )ена перфорированная насадка с зи загообразными каналами 5 постоянного 7 сечения, выполненная из .алюминиевого сплава АМц. Насадка t разделена на секции 6, установленное с зазором в местах поворота каналов 5 Слой 3 имеет разрывы 7 между секциями 6 насадки Ц. Теплообменник герметизирован посредством разделительных брусков 8, выполненных как и основные пластины 1 из малотеплопроводного материала и имеющих пазы 9 расположенные напротив разрывов 7 между секциями 6 насадки . Пазы 2 и 9 имеют глубину, составляющую 0,5 их ширины, превышающей в 2 раза ширину разрывов 7 между секциями 6 насадки 4. Пазы 9 в брусках 8 могут быть выполнены как снаружи, так и внутри каналов.. Теплообменник работает следующим образом. При движении среды по секции 6 насадки Л с одной стороны ее боковых стенок из-за динамического повышения давления при торможении потока возникают области повышенного давления, а с другой - пониженного. Поворот потока при наличии разрывов 7 между секциями 6 сопровождается изменением знака разности давления на обратный. В связи с этим по всей длине насадки k возникают разности давления, периодически изменяющие свой знак и приводящие к перетеканию среды через перфорацию на ее боковых стенках. При этом с одной стороны боковых стенок происходит отсос пограничного слоя, а с другой - его разрушение... Процесс переноса тепла по теплообменнику осуи1ествляется в направлении, противоположном направлению движения холодной среды. Тепло пе редается вначале по насадке , высокотеплопроводному слою 3 и OCHOBHbIM, пластинам 1. В местах разрывов 7 между секциями 6 тепло передается только по малотеплопроводной основ- , ной пластине 1 с большим термическим сопротивлением. Это, а также выполнение брусков 8 из малотеплопроводного материала и выполнение в пластинах t и брусках 8 naaot 2 и 9 уменьшает поток тепла в осевом направлении, что позволяет интенсифицировать теплообмен. Глубина и ширина пазов в основных пластинах и проставочных брусках Определяется габаритами гшпаратоь и условиями обеспечения прочности конструкции.

Выбранный диапазон глубины пазов позволяет наиболее полно удовлетвог рить противоречивые требования, предъявляемые к предлагаемому теплообменнику по прочности конструкции с одной стороны и эффективности теплообмена с другой. Поэтому для передачи тепла в осевом направлении остается часть поперечного сечения проставочного бруска, которая однако обеспечива ет достаточную несущую способность конструкции как процессе пайки при 585-615 С, так и при работе аппарата в установке с давлением до МПа. При увеличении глубины пазов более 0,7 от ширины

проставочных брусков быстро падает прочность конструкции, особенно в процессе пайки, хотя эффективность теплообмена при этом возрастает.При

уменьшении глубины пазов менее 0,5 ширины брусков существенно уменьшается эффективность теплообмена при возрастании прочности конструкции. Выбранный диапазон ширины пазов позволяет с точностью 1 мм располагать пазы в брусках напротив разрывов между секциями насадки.

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен за счет снижения oceBovi теплопроводности описываемого теплообменника.

Г И 1 М I