Пластинчатый теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D9/02 

Изобретение относится к пластинч тым теплообменникам и является усов шенствованием изобретения по . .авт.св. № 499490. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение прочности . На фиг. 1 -изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 - насадка, вид в плане; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг.4 - распределение коэф фициента теплоотдачи по длине насадки; на фиг.З - относительное располо жение секций насадки в смежных каналах. Теплообменник содержит основные пластины 1 и расположенную между ними гофрированную насадку 2 с зигзагообразными каналами 3 постоянного сечения, разделенную на прямолинейные секции 4 с перфорацией 5, установленные с зазором в местах поворот каналов 3. Основные пластины 1 выполнены из малотеплопроводного материала, например из титанового сплава и могут быть плакированы высокотепло проводным слоем 6, имеющим разрывы 7 между секциями 4 насадки 2. Теплообменник герметизирован посредством разделительных брусков 8 с образованием каналов 9. Перфорация 5 в каждой секции 4 насадки 2 расположена в шахматном порядке с 5, 2-3 с/ I где . продольный шаг перфорации поперечный шаг; диаметр отверстия перфорации 5, а сами секции 4 в смежных .каналах 9 Н 1/2( х установлены со смещением где X - длина секций; - величина зазора между ними, и расположены под углом oi к направлению потока и под углом относительно другой. Теплообменник работает следующим образом, Прл движении среды по секции 4 на садки 2 с одной стороны ее боковых стенок возникают области повышенного давления (из-за динамического повыше ния давления при торможении потока) а с другой - пониженного. Поворот потока на угол 2oi (при наличии зазо ра протяженностью сЛ между секциями 4) сопровождается изменением знака разности давления на обратный. В свя зи с этим по всей длине насадки 2 возникают разности давления, периодически изменяющие свой знак и приводящие к перетеканию среды через перфорацию 5 на ее боковых стенках. При зтом с одной стороны боковых стенок происходит отсос пограничного слоя, а с другой - его разрушение в виде локальных отрывов при вдуве. Указанное взаиморасположение отверстий перфорации 5 позволяет периодически предотвращать нарастание пограничного слоя за счет отсоса, причем на поверхности боковых стенок благодаря выбору шага h d не остается пространств, не подверженных этим воздействиям. Это приводит к интенсификации теплообмена. С другой стороны местные значения коэффициентов теплоотдачи в области отрыва, присоединения потока и развития течения на некотором расстоянии после присоединения в несколько раз больше, чем при полностью развитом течении. Максимальное значение коэффициент теплоотдачи принимает в точке присоединения потока, положение которой постоянно, не зависит от режима течения и находится на расстоянии от центра отверстия равном /- (2-2,5) J отверстия перфорации,5. Поэтому расположение каждого последующего отверстия сразу же за точкой присоединения потока, вдуваемого через предьщущее отверстие (т.е. шаг hj;:(2-3)d) дает возможность сохранить на пространствах между отверстиями по ходу потока значения коэффициента теплоотдачи близкие к максимальным. Это приводит к интенсификации теплообмена .на всей поверхности боковых стенок. 1„, Процесс переноса тепла по теплообменнику осуществляется в направлении, противоположном направлению движения холодной среды. Тепло передается по насадке 2, высокотеплопроводным слоям 6, расположенным как на стороне горячей, так и холодной среды, и основным ипастинам 1. В местах разрывов 7 между секциями 4 тепло передается только по малотеплопроводным пластинам 1 с большим термическим сопротивлением, насадке 2и высокотеплопроводному слою 6, расположенным на стороне либо горячей, либо холодной среды. Это, а так311776424

же выполнение брусков 8 из малотеп- При работе теплообменника с раболопроводного материала, уменьшаетчими средами, имеющими разное давлепоток тепла в осевом направлении, чтоние расположение секций 4 в каналах

позволяет интенсифицировать теплооб-9 со смещением позволяет равномерно

мен и снизить .габариты теплообменни- 5распределить напряжение на стенки этих

ка.каналов и тем самым повысить их прочность.

ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК по авт.св. № 499490, отличающийся тем, что, с целью интенс фикации теплообмена и повышения прочности, перфорация в каждой секц насадки расположена в шахматном поряд ке с ST 2-3 d и 5г« с/, где 5 - продольньп шаг перфорации; поперечный шаг перфорации; с/ - диаметр отверстия перфорации, а сами секции в смежных каналах установлены со смещением Н 1/2( X + (), где X - длина секции; Л - величина зазора между ними.

///.{/(.С.

///////////////Х/////////////// ///77///7/7.

S2

хо

2 5 I /

ш

Т7

.

ОС

.,; -.N

У///А Y////////A ////////A //77/7..

V.

ос

WuTX

-У