Изобретение относится к теплообменникам матричного типа и может быть применено в холодильной и криогенной технике, химическом и технологическом оборудовании.
Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и интенсификация теплообмена.
На фиг.1, 2, 3, 4 показаны примеры пластин различных вариантов цилиндрического двухканального теплообменника с центральным 1 и кольцевым 2 каналами для прохода потоков. Пунктиром обозначены границы прилегающих к пластинам внутренней 3 и внешней 4 проставок в собранном пакете. Отверстия перфорации показаны не все. а только расположенные у границ секторов в количестве, достаточном для обозначения их расположения в различных секторах.
На пластинах фиг.1 и 2 имеются по три выемки 5 для сборочных стержней, на пластинах фиг.З и 4 - по две выемки. В соответствии с этим пластины фиг.1 и 2 разделены на 3 равных секторах АОВ, ВОС и СОА, а пластины на фиг.З и 4 - на два равных сектора, с границей AD.
На фиг.1 отверстия сектора ВОС смещены относительно отверстий сектора АОВ на одну и ту же линейную величину в радиальном направлении.
На фиг.2, 3, 4 отверстия разных секторов смещены на один и тот же угол в одном направлении (по часовой стрелке).
На фиг.5 показаны предельные величины смещения отверстий с центрами О и О от отверстия с центром О в смежных пластинах типа фиг.1,2,3. При меньших смещениях ухудшается теплообмен, ситуация приближается к соосному расположению отвер00
о о ю ел ел
стий; при больших - в значительной мере увеличивается гидравлическое сопротивление пакета, что нежелательно.
На фиг,4 показана пластина, разделенная на два сектора, в которых дополнительно к основным выполнены отверстия меньшего диаметра. При сборке пакета с угловым поворотом на 180° в соответствии с двумя выемками 5 для сборочных стержней каждому отверстию большего диаметра в смежной пластине соответствует отверстие меньшего диаметра. При прохождении потока в таком пакете помимо эффективного обтекания участков пластин между отверстиями формируется конфузорно-диффузорное течение при переходе струи от отверстия большого диаметра к отверстию меньшего диаметра, что повышает интенсивность теплообмена.
На фиг.6 показано радиальное сечение части пакета с пластинами типа фиг. 1. Отверстия в пластинах 6, разделенных про- ставками (не показанными), смещены в одном направлении на одну и ту же величину в результате поворота последующих пластин на угол сектора, т.е. на 120°.
На фиг.7 показано радиальное сечение части пакета из пластин 7 типа фиг.4, Пакет образован с поворотом каждой последующей пластины на 180° в соответствии с его фиксацией на двух выемках. Величина отверстий меньшего диаметра в пределах (0,2-0,5). Нижний предел обусловлен реальными размерами отверстий, в частности отверстия менее 1 мм в матричных теплообменниках не применяются. Верхний предел ограничивает возможность достижения конфузорно-диффузорного течения, превышение этого предела приближает ситуацию малоэффективного соос- ного расположения отверстий.
Теплообменник работает следующим образом.
Один из теплоносителей, проходя по каналу 1 через перфорацию пластин, передает
тепло участкам пластин в канале, которое посредством теплопроводности передается в канал 2 и далее второму теплоносителю, проходящему по каналу 2.
Описанная конструкция обеспечивает возможность изготовления теплообменников с оптимальной величиной смещения отверстий в смежных пластинах, различными видами перфорации для высокоэффектив0 ного теплообмена при использовании однотипных пластин и снижении затрат на производство.
Формула изобретения
1. Матричный теплообменник, содержа5 щий пакет перфорированных пластин с про- ставками между ними, при этом все отверстия перфорации в смежных пластинах смещены друг относительно друга на одну и ту же величину, отличающийся
0 тем, что, с целью повышения технологичности изготовления, пластины разделены на равные секторы и установлены в пакете с угловым смещением друг относительно друга, равным угловому размеру сектора, при
5 этом отверстия перфорации в каждом последующем секторе расположены относительно отверстий предыдущего сектора с одинаковым угловым или линейным смещением в одном направлении.
0
2. Теплообменник по п.1,отличающий- с я тем, что величина смещения отверстий перфорации в смежных пластинах лежит в диапазоне (0,5-1,5)d, где d - диаметр упомянутых 5 отверстий.
3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, на пластинах между упомянутыми отверстиями дополнительно вы0
полнены отверстия меньшего диаметра, равного (0,2-0,5)d, причем в смежных пластинах каждому отверстию большего диаметра соответствует отверстие меньшего диаметра.
Фиг. I
Фиг. 2
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ изготовления матричных теплообменников | 1986 |
|
SU1397129A1 |
| Пластинчато-трубный теплообменник | 1986 |
|
SU1372178A2 |
| Пластинчатый теплообменник | 1990 |
|
SU1778485A1 |
| МАТРИЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК | 1994 |
|
RU2106588C1 |
| Пластинчатый теплообменник | 1990 |
|
SU1768913A1 |
| Пластинчато-трубный теплообменник | 1983 |
|
SU1128093A1 |
| Матричный теплообменник | 1991 |
|
SU1820165A1 |
| Матричный теплообменник | 1985 |
|
SU1273722A1 |
| Трубчато-пластинчатый теплообменник | 1988 |
|
SU1768918A2 |
| ТЕПЛООБМЕННИК | 1994 |
|
RU2068164C1 |
Использование: теплообменное оборудование в холодильном, криогенном,химическом, энергетическом машиностроении. Сущность изобретения: каждая пластина цилиндрического матричного теплообменника разделена на равные секторы. Смежные пластины установлены с угловым смещением, равным угловому размеру сектора. Отверстия перфорации в каждом последующем секторе расположены относительно отверстий предыдущего сектора с одинаковым угловым или линейным смещением в од-1 ном направлении. На пластинах между упомянутыми отверстиями могут быть выполнены дополнительные отверстия меньшего диаметра. В смежных пластинах каждому отверстию большего диаметра соответствует отверстие меньшего диаметра. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. Ј
Фиг.З
Фиг.4
