Теплообменник (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК F28D9/00 

Изобретение относится к матричным теплообменникам и может быть использовано в криогенной и холодильной технике.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен теплообменник с .круглыми матрицами, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - теплообменник с многоугольными матрицами, поперечный разрез;

Теплообменник содержит корпус 1 с разделительными перегородками 2 и установленный в нем пакет круглых перфорированных матриц 3 с разделительными проставками 4-11, образующими каналы 12 угла рабочих сред. Кожух I при выполнении матриц 3 круглыми (первый вариант) имеет не менее шести перегородок 2, которые расположены на одинаковом угловом расстоянии вдоль образующих пакета. Проставки имеют V-образную форму, при этом Проставки 4-7 установлены поочередно с проставками 8-11 по обе стороны матриц 3 в контакте своими концами с перегородками 2, причем центральные участки матриц 3, ограниченные проставками 4-11 выполнены сплощными. По второму варианту матрицы 3 выполнены многоугольными и имеют не менее шести граней, причем прос- тавки 4-11 выполнены, как и в первом варианте, V-образной формы, но своими концами размещены в контакте с вершинами матриц 3 и поверхностью кожуха 1. Кожух 1 снаб жен патрубками 13 и 14 подвода и 15 и 16 отвода рабочих сред.

Теплообменник работает следующим образом.

Одна из рабочих сред, например охлаждаемая, через патрубок 13 входит в кожух 1 двумя потоками. Потоки проходят в кожухе 1 между перегородками 2, распределяясь по каналам 12, образованным смежными матрицами 3 и проставками, например 4 и 5. Один из потоков ограничен проставками 4 и 5, второй - проставками 5 и 6. Проходя в каналах 12 через перфорированные участки матриц 3, потоки туроулизируются за счет периодического с малой амплитудой сужения и расширения потока. Далее потоки охлаждаемой рабочей среды поступают на центральные

uz.Z

сплошные участки матриц 3, сталкиваются и смешиваются между собой, в результате чего турбулизируются и по каналам 12 между проставками 6 и 7, 4 и 7.поступают в кожух 1 и далее в выходной патрубок 11. Потоки охлаждаемой и нагреваемой сред между матрицами 3 чередуются. Например, если между двумя соседними произвольно выбранными в теплообменнике матрицами 3 проходит охлаждаемая среда, то непосредственно над и под

этими матрицами 3 проходят потоки нагреваемой среды. Между двумя соседними матрицами 3 поток делится на две части и проходит по каналам 12, образованным V-об- разными проставками 4-11. Очквиднр, что для разделения одного потока на части с последующим турбулентным смешением частей потока число каналов 12 и проставок должно быть на каждой матрице не менее трех. V-образные проставки, разделяющие потоки, своими концами примыкают к перегородкам 2

кожуха, поэтому число перегородок 2 должно быть не менее шести (равно удвоенному числу проставок).

Интенсификация теплообмена обеспечивается в теплообменнике, состоящем из многоугольных матриц 3 с числом граней не менее

шести, вписанных в кожух 1. При этом исключаются перегородки 2, функцию которых выполняют вершины матриц 3. Уменьшается также диаметр кожуха 1. Течение рабочих сред осуществляется в каналах 12, в которых проставки 4-11 между матрицами 3 кроме

функции образования каналов 12 и разделения матриц 3 выполняют частично и функцию турбулизаторов потоков. Основной турбули- зирующий эффект достигается при смешении потоков одноименной рабочей среды, направленных под углом друг к другу. Дополнительный турбулизирующий эффект имеет место при прохождении потоков между перфорированными участками матриц 3 и достигается за счет периодического с небольшой амплитудой сужения и расширения этих потоков.

В предлагаемом теплообменнике за счет размещения концов проставок, формы, количества проставок и перегородок 2 кожуха 1 турбулизируются потоки теплоносителей и повышается интенсивность теплообмена.

16

15

73

Фиг. 3

1. Теплообменник, содержащий кожух с разделительными перегородками и установленный в нем пакет перфорированных матриц с разделительными проставками, образующими каналы для рабочих сред, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при выполнении матриц круглыми, кожух имеет не менее щести перегородок, которые расположены на одинаковом угловом расстоянии вдоль образующих пакета, а проставки имеют V-образную форму и установлены поочередно по обе стороны матриц в контакте своими концами с перегородками, причем центральные участки матриц, ограниченные проставками, выполнены сплошными. 2. Теплообменник, содержащий кожух и установленный в нем пакет перфорированных матриц с разделительными проставками,обра- зующими каналы для рабочих сред, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при выполнении матриц многоугольными, последние имеют не менее шести граней, а проставки выполнены V-образной формы и размещены своими концами в контакте с верщинами матриц и поверхностью кожуха. (Л те to 4 сл