Теплообменный блок

 

Изобретение относится к теплообмену и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов. Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен при перекрестном расположении каналов (к). В К 2 и 3 для греющей и нагреваемой сред размещены в шахматном порядке пластинчатые турбулизирующие вставки (в). Причем во всех рядах, кроме входного и выходного В установлены : с наклоном к продольной оси К 2 и 3. Этот наклон увеличивается от ряда к ряду в К 3 в направлении движения греющей среды, а в К 2 - в направлении, обратном направлению движения нагреваемой среды. При этом В в смежных рядах могут быть расположены с частичным перекрытием, составляющим 5-20% длины В. В придают первоначальному движению потоков сред отклонение в сторону наименьшего давления, что обеспечивает равномерный профиль скоростей и, соответственно, равномерную теплопередачу. Для придания целенаправленного движения соседние В перекрывают друг друга. Перекрытие рядов вьппе 20% приводит к затрудненным перетокам сред между В. Для обеспечения равномерного входа и выхода сред из блока I входной и выходной ряды В установлены параллельно продольным осям К 2 и 3. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. с (Л 3 2 / / AL 5L J. J.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) фГPyg «п, .р.q,y (! р:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3929121/24-06 (22) 24.04,85 (46) 23.02.87. Бюл. Ф 7 (7!) Проектный институт "Авторемпромпроект" (72) А.Ф. Бируля, В.А. Бреславский, Г.П. Долотов, А.Н. Иванистов, В.В. Новиков, Д.А. Худолей и В.М. Цытрон (53) 621.565.94(088.8) (56) Патент Великобритании

У 2122738А, кл. F 28 F 3/02, опублик. !

984. (54) ТЕПЛООБМЕННЫИ БЛОК (57) Изобретение относится к теплообмену и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов. Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен при перекрестном расположении каналов (К). В К 2 и 3 для греющей и нагреваемой сред размещены в шахматном порядке пластинчатые турбулизирующие вставки (В). Причем (51)4 Р 28 D 9/02, F 28 У 3/02 во всех рядах, кроме входного и выходного В установлены: с наклоном к продольной оси К 2 и 3. Этот наклон увеличивается от ряда к ряду в К 3 в направлении движения греющей среды, а в К 2 — в направлении, обратном направлению движения нагреваемой среды. При этом В в смежных рядах могут быть расположены с частичным перекрытием, составляющим 5-20Х длины В. В придают первоначальному движению потоков сред отклонение в сторону наименьшего давления, что обеспечивает равномерный профиль скоростей и, соответственно, равномерную теплопередачу. Для придания целена- а правленного движения соседние В переЯ крывают друг друга. Перекрытие рядов выше 20Х приводит к затрудненным перетокам сред между В. Для обеспечения равномерного входа и выхода сред из блока 1 входной и выходной ряды В установлены параллельно продольным осям К 2 и 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 129181

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменный блок; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1. 1О

Теплообменный блок 1 содержит сис тему непересекающихся прямоугольных каналов 2 и 3 для греющей и нагреваемой сред, в которых в шахматном по рядке размещены пластинчатые турбулизирующие вставки 4 и 5, установленные во входном и,выходном рядах параллельно продольной оси соответствующего канала 2 и 3.

При перекрестном расположении каналов 2 и 3 вставки 4 и 5 во всех рядах, кроме входного и выходного, установлены с наклоном к продольной оси каналов 2 и 3, увеличивающимся

25 от ряда к ряду в каналах 3 нагреваемой среды в направлении движения греющей среды, а в каналах 2 греющей среды — в направлении, обратном направлению движения нагреваемой среды. При этом вставки 4 и 5 в смежных рядах могут быть расположены с частичным перекрытием, составляющим

5-207 длины этих вставок 4 и 5.

Теплообменный блок работает следующим образом. 35

При движении сред в каналах 2 и 3 блока 1 из-за неравномерности теплообмена, вызванного перекрестноточностью, возникает перепад давлений по ширине каналов 2 и 3. Так как удельные объемы и, следовательно, скорости пропорциональны изменениям температуры возникает градиент скоростей теплоносителей 4Ч, совпадающий45 по величине с градиентом температуры .аТ и направленный перпендикулярно направлению движения потоков сред.

Угол отклонения потоков сред от первоначального направления V, определяется из следующего соотношения: ! V I I VI о =Brc cos — =ar ct,g

1Ч1 jV, I

Учитывая, что

I6Vi Т -т, I V, I Т, где Т, — минимальная температура среды на выходе из блока 1;

3 2

Т вЂ” максимальная температура среды на выходе из блока 1;

Т вЂ” температура среды на входе а в блок I.

Получаем, что на выходе из блока

1 угол отклонения потока равен тх, a =aratg т.

Таким образом, для обеспечения равномерности теплообмена и исключения отрывов потока при обтекании вставок 4 и 5 их необходимо устанавливать под углом к продольным осям каналов 2 и 3. ч 1 т -Т вЂ” aratg - ——

u То где n — число вставок 4 и 5 в ряду.

Для внутриканальных вставок 4 и

5 угол их установки определяется по формуле х Т, -Т,, Ы = — — arctic и 1 Т, где K — длина каналов 2 и 3; х — текущая координата установки внутриканальных вставок

4и5;

Вставки 4 и 5 придают первоначальному движению потоков сред отклонение в сторону наименьшего давления, что обеспечивает равномерный профиль скоростей и, соответственно, равномерную теплопередачу. При этом, чем дальше, по ходу сред в каналах 2 и

3, тем больше угол отклонения рядов вставок 4 и 5 и, соответственно, потоков сред от первоначального направления.

Для придания целенаправленного движения потоков сред соседние ряды вставок 4 и 5 перекрывают друг друга.

Перекрытие рядов выше 20Х приводит к нежелательному образованию преимущественного движения сред вдоль вставок 4 и 5, при котором перетоки между ними затруднены.

Для обеспечения равномерного входа и выхода сред из блока 1 входной и выходной ряды вставок 4 и 5 установлены параллельно продольным осям каналов 2 и 3.

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен и уменьшить гидродинамические потери в блоке за счет обеспечения равномерного профиля температур, их скоростей рабочих сред по ширине его каналов.

1291813 формула изобретения

А-А с б ье 3в

Фма2

44а3

Составитель Ю. Карпенко

Редактор Г. Волкова Техред B.Кадар Корректор А. Тяско

Заказ 222/39 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Теплообменный блок, содержащий систему непересекающихся прямоугольных каналов для греющей и нагреваемой 5 сред, в которых в шахматном порядке размещены пластинчатые турбулизирующие вставки, установленные во входном и выходном рядах параллельно продольной оси соответствующего канала, о т- !О, л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при перекрестном расположении каналов, вставки во всех рядах, кроме входного и выходного, установлены с наклоном к продольной оси каналов, увеличивающимся от ряда к ряду в каналах нагреваемой среды, в направлении движения греющей среды, а в каналах греющей среды — в направлении обратном направлению движения нагреваемой среды.

2. Блок по п. !, о т л и ч а ю— шийся тем, что вставки в смежных рядах расположены с частичным .перекрытием, составляющим 5-20Х длины этих вставок.