Теплообменник Советский патент 1993 года по МПК F28D3/00 F28F3/04 

Изобретение относится к области холодильного, химического и энергетического машиностроения, в частности, к конструкции компактных теплообменников.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в каналах матричного теплообменника.

На фиг. 1 изображен элемент предлагаемой пластины, который представляет собой одну из полосок материала пластины между параллельными прорезями, повернутую относительно своей продольной оси на максимальный угол в центре О (угол поворота полоски слева и справа от центра убывает до нуля в сечениях АС и ВД, примыкающих к стенкам каналов теплообменника; на фиг.2 - фронтальный вид части пластины в канале компактного теплообменника, а именно, двух элементов типа,

показанного на фиг. 1. АВ. СД, EF - линии разреза пластин на полости, являющейся теплообменными ребрами (пунктирные линии между точками А и Е, В и Г соответствуют границе ребер со стеновыми участками пластины. Ребро АВДС в центре 0 повернуто на 90° в соответствии со стрелкой, так,, что его граница АВ заняла положение АОВ, а граница СД - положение СОД. Со1 седнее ребре СДРЕ повернуто на 90° в другую сторону, в соответствии со стрелкой. Проходя через такую пластину в перпендикулярном направлении, поток встречает на .своем пути сначала проходное сечение в виде фигуры СОДО С, которое затем меняется в соответствии с искривленными поверхностями ребер.

В случае, когда все полоски повернуты. в одну сторону, проход соответствует фигу00

hO

о

сь го

ре СОДРОЕС. В первом указанном случае турбулизация потока больше, чем во втором, но зато больше и гидравлическое сопротивление. Выбор между вариантами осуществляет конструктор с учетом требований к аппарату - номинальной тепловой нагрузки и сопротивления. ,

Заштрихованные области - это тепло- обменные ребра в виде повернутых полосок последующей пластины, видимые через проходные сечения описанной пластины, полностью аналогичные ей, за исключением того, что продольные оси полосок смещены относительно рассматриевой пластины, на величину 0,5 а, где а - ширина полоски. При отсутствии смещения последующая пластина в этой проекции не видна.

На фиг. 3 показана часть предлагаемого теплообменника в разрезе. 1, 2, 3, 4 - теплообмен ные ребра, 5 - проставки. Пластина 2 имеет повернутые полоски, оси которых смещены относительно полосок пластин 1 и 3, поэтому в показанном разрезе она не видна. То же относится к пластине 4,

Наличие искривленных поверхностей в объеме канала в результате того, что ребра наклонены с переменным углом и расположены указанным образом, приводит к максимальной турбулизации и завихрению потока и повышению таким образом тепло- обменных характеристик аппарата. ,

Теплообменник, содержащий, пакет пластин с параллельными прорезями и полосками между ними, выполненными со- гласнб приведенному описанию, работает следующим образом. Поток теплоносителя 1 (фиг. 3) входя в канал, омывает криволинейные поверхности повернутых ребер 1-4 и в условиях турбулизации эффективно передает им тепло, которое через участки пластин в стенках передается в соседний канал

11, который омывается другим потоком 11. Описанные элементы конструкции интенсифицируют теплообмен в аппарате на 15-20% за счет турбулизации потока и его полноценного обтекания поверхности пластин. Отсутствие мелкой перфорации, которая обычно применяется для достижения высоких параметров теплообмена, облегчает изготовление и снижает вероятность забивания отверстий для прохода носителей

из-за загрязнений или отложений. Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий пакет размещенных между проставками теплопроводных пластин образующих каналы,

между стенками которых с наклоном к последним установлены ребра, о т л и ч а ю щ- и и с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, максимальный угол каждого ребра между центральной поперечной осью

и плоскостью пластины составляет 30-9б°, а периферийные участки ребра выполнены с переменным наклоном от максимального до нуля вблизи стенки канала.

2. Теплообменник по п. 1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что соседние ребра каждой пластины имеют противоположный угол наклона.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, о т л и ч- аю.щийся тем, что в смежных пластинах пакета ребра установлены со смещением друг относительно друга на половину из ширины.

Использование: для увеличения турбу- лиэации в узких щелевых каналах теплооб- менника. Сущность изобретения: размещенные между проставками пластины образуют каналы. Между стенками последних установлены с наклоном ребра. Максимльный угол наклона ребра к плоскости пластины составляет 30...90°. Периферийные участки ребра выполнены с переменным наклоном от максимального до нуля вблизи стенки канала. Соседние ре- бргГкаждой пластины могут иметь противоположный угол наклона. В смежных пластинах пакета ребра могут быть установлены со смещением друг относительно друга на половину их ширины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

D