Теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D9/00 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, может быть использовано в системах жидкостного и испарительного охлаждения, в частности для охлаждения радиоэлектронных элементов, и является усовершенствованием теплообменника по основному авт. св. № 787865.

Целью изобретения является повышение равномерности охлаждения теплообменных поверхностей.

На фиг. I схематически изображен описываемый теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Теплообменник содержит составной корпус с плоскими стенками 1 и 2, снабженными на оппозитных поверхностях ребрами 3, концентрично расположенными одно относительно другого и имеющими вырезы 4, выполненные в одной диаметральной плоскости, причем вырезы 4 в смежных ребрах 3 смещены относительно друг друга на 180°. Корпус теплообменника снабжен штуцерами 5 и 6 для подвода и отвода теплообменной среды, первый из котооых расположен по центральной оси симметрии корпуса. Оппозитные поверхности стенок 1 и 2 дополнительно соединены посредством двух параллельных радиально расположенных стенок 7 и 8, проходящих между вырезами 4 ребер 3 и образующих канал, подключенный одним концом к штуцеру 6 отвода теплообменной среды, а другим - к полости центрального ребра 9 со стороны, диаметрально противоположной его вырезу 4, причем оси обоих штуцеров расположены на одной линии.

Ребра 3 с обеих сторон снабжены выступами 10, расположенными радиально.

Теплообменник работает следующим образом.

Охлажденная теплообменная среда через штуцер 5 подвода среды подается в первый канал теплообменника, образованный цилиндрической частью корпуса и первым ребром 3. По первому каналу теплообменная среда в виде двух потоков доходит до стенок 7 и 8 и через вырезы 4 поступает во второй канал, образованный первым 3 и следующим ребрами. Теплообменная среда по второму каналу доходит до выреза 4 ребра 3 и по нему проходит в следующий канал. Аналогичным образом теплообменная среда проходит по всем остальным каналам и достигает центрального ребра 9. Нагретая тенлообменная среда через полость

центрального ребра 9 поступает в канал, образованный стенками 7 и 8, и через штуцер 6 отвода выводится из теплообменника. Теплообменная среда на выходе из штуцера 5 подвода разделяется на два потока, траектория движения которых симметрична

относительно центра теплообменника. Это предопределяет равенство температур участков теплообменных поверхностей, равноудаленных от-центра теплообменника.. По мере продвижения по каналам теплообменная среда проходит чередующиеся конфузорные и диффузорные участки каналов. Конфузорные участки образованы радиально расположенными цилиндрическими выступами 10, диффузорные - гладкими частями смежных ребер 3. При движении теплообменной среды по такому пути в ее потоке возникает знакопеременный градиент давления. Поскольку выступы 10 расположены радиально, то расстояния между чередующимися конфузорно-диффузорными участками уменьшаются по мере приближения теплообменной среды к центру теплообменника. В результате этого градиент давления потока по мере его приближения к центру теплообменника все чаще меняет знак, что способствует турбулизации потока, разрушению по граничного слоя и улучшению омывания выступов 10, ребер 3. В результате теплообмен интенсифицируется в направлении от периферии к центру, что приводит к выравниванию температуры теплообменных поверхностей в радиальном направлении.

Описываемый теплообменник может обеспечить и другой режим работы: более интенсивный съем, тепла с его центральной области по сравнению с периферийной. Это требуется, например, при охлаждении радиоэлектронных приборов, у которых рабочее

тело - источник тепла сосредоточено преимущественно в центральной части корпуса прибора.

В этом случае хладагент подается в теплообменник через штуцер 6, а отводится

через щтуцер 5.

q3ui.2

1. ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. № 787865, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности охлаждения теплообменных поверхностей, оппозитные поверхности дополнительно соединены посредством двух параллельных радиально расположенных стенок, образующих канал, подключенный одним концом к штуцеру отвода среды, а другим - к полости центрального ребра со стороны,диаметрально противоположной его вырезу, причем оси обоих штуцеров расположены на одной линии. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что ребра с обеих сторон снабжены выступами, расположенными радиально. фи.1