Поверхность теплообмена

 

1. ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, содержащая плоские параллельные пластины , между которыми размещены волнообраэ1ше перфорированные вставки, образуккцие каналы переменного сечения, отличающаяся тем, что. с целью интеисйфикацни теплообмена и повышения эксплуатационной надежности , вставки установлены с зазором относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перем цений в поперечном направлении , а концевые участки вставок выполнены прямолинейными и имеют отверстия, через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрирующий стержень, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении. 2. Поверхность теплообмена по п.1, отличающаяся тем, что перфорации во вставках выполнены в виде прямоугольных щелей, разделенных перемычками, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПИ5ЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (213 3633760/2406 (22) 12.08.83 (46) За.10.84. Бюл. В 40 . (72) A,2 . Кузин, .П.A. Былинович н В.И.Воронин ,(53) 621 ° 565 944 (088.8) (56) 2.Бурков В.В., Индейкин A.È.

Автотракторные радиаторы. Справочное пособие, Jl., Машиностроение, 1978, с. 38-39, 2.Авторское свидетельство СССР

9 347548, кл ° F 28 F .3/02, 1970. (54)(57) 1. ПОВЕРХИОС22 TZWOOSmaA; содержащая плоские параллельные пластины, между которыми размещены волнообразные перфорированные вставки, образующие каналы переменного сечения, отличающаяся тем, что, 3(59 F 28 F 3/02; F 28 F l/402

У 28 F 13/06. с целью интенсификации теплообмена и повышения эксплуатационной надежности, вставки установлены с зазором относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перемещений в поперечном направлении, а концевые участки вставок выполнены прямолинейными и имеют отверстия, через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрируищий стержень, служащий ограничителем перемещения

s продольном направлении.

2. Поверхность теплообмена по п.l, отличающаяся тем, что перфорации во вставках выполнены в виде прямоугольных щелей, разделенных перемычками, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

1121579

50

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках в системах принудительного жидкостного охлаждения, применяемых для обеспечения тепловых режимов электронной аппаратуры, рассеивающей значительные мощности.

Известна поверхность теплообмена, содержащая плоские параллельные пластины и каналы, образованные продольным, ребром, имеющим выступы и впадины, и внутренними поверхностями плоских стенок (13.

Однако эта поверхность обладает невысокой эксплуатационной надежностью и ограниченными эксплуатационными возможностями, так как возможны поломки, связанные с температурными удлинениями корпуса трубы и внутренних ребер.

Известна поверхность теплообмена, содержащая плоские параллельные пластины, между которыми размещены волнообразные перфорированные вставки, образующие каналы переменного сечения f27.

Однако интенсивность. -.åïëîoáìåíà недостаточна ввиду того, что в ядре потока наблюдаются, наивысшие значе ния турбулентной проводимости. и, наименьшие .значения градиента темпера-. тур по нормали к стенке канала,к наименьшие . значения платность. теплово . го потока теплоносителя.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение. эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в поверхности теплообмена, содержащей плоские параллельные плас* тины, между которыми размещены волнообразные перфорированные вставки, образующие каналы переменного сечения, вставки установлены с зазором. относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перемещений в поперечном направлении, а концевые участки вставок выполнены прямолинейными и имеют отверстия, через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрирующий стержень, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении.

Перфорации во вставках могут быть выполнены в виде прямоугольных щелей, разделенных перемычхами, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

На фиг. 1 изображена поверхность теплообмена, общий вид; на фиг. 2вид A на фиг. 1 с частичным вырывом; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2, вариант с ограничителями перемещений в поперечном направлении в виде продольных ребер; на фиг. 4 — вариант с ограничителями перемещений в поперечном направлении в виде изги10

30 бов на стержнях; на фиг. 5 — вариант с ограничителями перемещений в поперечном направлении в виде втулок.

Поверхность теплообмена содержит плоские параллельные пластины 1 и 2, между которыми размещены с зазором с возможностью свободных колебаний волнообразные перфорированные вставки 3, образующие каналы переменного профиля и имеющие ограничители перемещений в поперечном направлении, которые могут быть выполнены либо в виде продольных ребер 4, выполненных на пластинах 1 и 2, либо в виде изгибов 5 на центрирующих стержнях б, либо в виде втулок 7, закрепленных на центрирующих стержнях 6. Концевые участки 8 вставок 3 выполнены прямолинейными и имеют отверстия 9, через которые по крайней мере на одном из концевых участков 8 пропущен центрирующий стержень 6, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении. Перфорации

lO во вставках 3 выполнены в виде прямоугольных щелей, разделенных перемычками 11, расположенными по оси 12 волны соответствующей вставки в устройство работает следующим образом.

При протекании теплоносителя между пластинами .Х и 2 МеХанизМ процес-. са интенсификации. теплообмена.в .каналах заключается в том, .что. на диффу- . зорно-.конфузорных участках генериру-. ются. вихревые системы. Так как каждая вставка.3 перфорирована, .то диффузорно-конфузорные.участки располагаются. только в пристенных слоях, т.е. вблизи пластин 1 и 2. Поэтому вихревые системы располагаются в пристенных слоях теплоносителя. Это приводит к резкому увеличению турбулентной вязкости и проводимости в этих слоях, а также градиента температур и плотности теплового потока. В результате значительно увеличивается значение коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к пластинам 1 и 2. В то же время дополнительная энергия с помощью турбулизаторов к потоку теплоносителя в его ядре не подводится. При этом гидродинамическая структура в ядре потока в каналах во всем рабочем диапазоне режимов течения теплоносителя остается такой же, как и в ,подобном, но гладком канале.

Кроме того, существенный вклад в интенсификацию теплообмена в пристенных слоях течения теплоносителя вносят колебания вставок 3. Воэможность колебаний обеспечивается установкой вставок 3 с зазорами относительно .пластин 1 и 2, а также размещением .по крайней мере одного из прямолинейных концевых участков 8 каждой вставки 3 на одном из центрирующих

1121579 фиРА стержней 6. Установка вставок 3 с зазорами относительно пластин 1 и 2 обеспечивает не только их колебания, но и позволяет предотвратить возможность поломок, связанных с температурными деформациями, а также ис- 5 пользовать различные материалы для изготовления пластин 1 и 2 и вставок

3. Это позволяет существенно повысить надежность в работе и расширить эксплуатационные возможности конструк- щ ции.

При работе с теплоносителями, содержащими взвешенные микрочастицы, турбулизация пристенных слоев препятствует осаждению на стенках каналов этих частиц в виду того, что они у стенок находятся в поле действия центробежных сил, которые способствуют их выносу через слой смешения в ядро потока с последующим выбросом вместе с основным потоком из трубы. Колебания вставок 3 также препятствуют осаждению частиц. Все это позволяет исключить появление осадка на пластинах 1 и 2, который снижает надежность и увеличивает термическое сопротивление.

° в

Использование предлагаемой поверхности теплообмена позволит существенно интенсифицировать теплообмен за счет активной турбулизации пристенного слоя теплоносителя и свободных колебаний вствки, повысить эксплуатационную надежность вследствие предотвращения поломок, свя-. занных.с температурными деформациями, и.исключить .появление осадка на пластинах.

1121579

Фис. 4

Составитель О.Акимова

Редактор М.Дылын Техред Л.Коцюбняк

Корректор A- Зимокосов

Ф Заказ 7969/33 .. Тираж 630 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .llo .делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д.4/5 филиал ППП Патент ., .г.Ужгород, ул.Проектная,4