Перекрестно-точный теплообменный аппарат

 

Использование: в теплотехнике, а именно теплообменные аппараты перекрестно-точного типа преимущественно для газообразных теплоносителей с большим перепадом температур. Сущность изобретения: перекрестно-точный теплообменный аппарат содержит пакет пластин с прерывистыми продольными ребрами, образующими на поверхности пластины отдельные участки с одинаковым шагом оребрения на каждом из них и уменьшающимся от участка к участку в направлении движения теплоносителя. Участок, расположенный на выходе теплоносителя, может иметь дополнительные турбулизирующие просечки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменным аппаратам с большой разницей температур двух сред на входе в теплообменник.

Известен пластинчатый перекрестноточный теплообменный аппарат (а.с. 1598592, кл. F 28 D 9/00, 1988), содержащий пакет плоских листов и размещенные между листами гофрированные пластины с образованием центральных и периферических каналов для протока теплообменивающихся сред, причем каналы снабжены двухтавровыми проставками, число которых в периферийных каналах увеличено.

Недостатком этого технического решения является низкая надежность работы аппарата при большой разности температур сред на входе в аппарат и большая неравномерность полей температур в теплообменнике. Эта температурная неравномерность приводит к растрескиванию сварных и паяных соединений и к снижению КПД аппарата.

Известен пластинчатый перекрестноточный теплообменный аппарат (заявка ФРГ N 3345558, кл. F 28 D 9/02, 1985), содержащий пакет пластин с продольными ребрами, причем теплообменная поверхность образованных между ребрами каналов изменяется в направлении движения теплоносителя. Как показывают расчеты и эксперименты, известное техническое решение не приводит к желаемому выравниванию поля температур в теле пластин и в поперечном сечении потоков на выходе из каналов теплообменника.

Для уменьшения термического напряжения в конструкции теплообменного аппарата и сохранении его КПД, а также выравнивания поля температур на выходе из аппарата и в теле пластин предлагается повышать степень интенсивности процесса теплообмена не поперек, а вдоль по потоку теплообменивающихся сред путем выполнения продольных ребер прерывистыми с образованием отдельных участков с одинаковым шагом оребрения в каждом из них и уменьшающимися от участка к участку в направлении движения теплоносителя.

Степень интенсификации процесса теплообмена можно увеличивать как отдельно по охлаждающей или охлаждаемой средам, так и по обеим вместе, как путем увеличения теплообменной поверхности, так и путем выполнения, например, на участках, расположенных на выходе из аппарата, просечек.

На фиг.1 представлена схема заявляемого теплообменного аппарата; на фиг. 2 вид сверху на одну из пластин заявляемого теплообменного аппарата, из которого видно каким образом выполнены отдельные участки и как уменьшается шаг между ребрами в них; на фиг.3 просечки в ребрах на последнем участке.

Перекрестно-точный теплообменный аппарат содержит пластины 1 для протока охлаждаемой среды и пластины 2 для протока охлаждающей среды. Для увеличения степени интенсификации процесса теплообмена и повышения прочности, а следовательно, и надежности аппарата в пластинах 1 и 2 выполнены ребра 3, число которых по потоку теплоносителя увеличивается путем установки дополнительных ребер 4 и 5. Ребра могут быть выполнены прерывистыми и разбиты на отдельные участки с одинаковым шагом в них, который уменьшается от участка к участку в направлении движения теплоносителя.

С изменяющимся по потоку шагом участки могут быть выполнены как по охлаждаемой или охлаждающей средам, так и по обеим средам одновременно. На ребрах участков, расположенных на выходе из аппарата, могут быть выполнены просечки 6.

При протоке сред между пластинами 1 и 2 между ними происходит теплообмен, степень интенсификации которого вдоль по потоку увеличивается. Это приводит к выравниванию поля температур как в теле пластин, так и в поперечном сечении тепловых потоков на выходе из каналов теплообменного аппарата. В свою очередь, подобное выравнивание полей температур позволит не только упростить технологию сборки пакета пластин, но и использовать в теплообмене среды со значительной разницей в температурах потоков на входе в теплообменный аппарат.

Формула изобретения

1. Перекрестно-точный теплообменный аппарат, содержащий пакет пластин с продольными ребрами, причем теплообменная поверхность образованных между пластинами каналов изменяется в направлении движения теплоносителя, отличающийся тем, что продольные ребра выполнены прерывистыми с образованием отдельных участков с одинаковым шагом оребрения на каждом из них и уменьшающимся от участка к участку в направлении движения теплоносителя.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что ребра на участках, расположенных на выходе теплоносителя, выполнены с просечками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3