CN108645268A - 加半圆柱凸起的板式换热器板片 - Google Patents

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张小兵
王飞
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
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Abstract

本发明提供了一种加半圆柱凸起的板式换热器板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔、导流区、分流区、换热区，换热区上沿换热介质流向设置波纹，波纹的波谷处设置有半圆柱状的凸起。该板片可以进行二次强化传热。

Description

加半圆柱凸起的板式换热器板片
技术领域
本发明涉及一种换热器板片技术，特别是一种加半圆柱凸起的板式换热器板片。
背景技术
板式换热器与管壳式换热器相比具有传热系数高、对数平均温差大、末端温差小、占地面积小、重量轻、价格低、制作方便、容易清洗、热损失小、不易结垢等优点，常常用在城市供暖与制冷，石油化工，余热回收，食品加工等领域。板式换热器板片是板式换热器最重要的部件，板片的设计直接影响到整个板式换热器的换热效果。
板式换热器是由若干相同板片按照一定的顺序组合而成，通常采用如图1所示的人字形板片，该板片包括包括定位孔1，角孔2，导流区3，分流区4，换热区5，前小波纹6，后小波纹7和大波纹8。当流体通过角孔2流入板片，经过导流区3和分流区4，流入换热区5，在设置有波纹的板片上即换热区5上进行热量交换。换热之后的流体流向另一侧的角孔处，汇合流入下一组板片。同时另一种流体在板片的另一侧以相反的方向流动并进行换热，经过换热后的流体流到下一组板片。板式换热器板片是影响板式换热器性能的主要部件。目前，板式换热器的板片的波纹形状众多：人字形波纹、平直波纹、梯型平直波纹、曲折形波纹等。这些板片换热区波纹形状各不相同，但是都未考虑到如何使得板片上的流体分布均匀的问题，这对换热效果有较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加半圆柱凸起的板式换热器板片，该板片可以进行二次强化传热。
实现本发明目的的技术方案为：一种加半圆柱凸起的板式换热器板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔、导流区、分流区、换热区，换热区包括沿波纹流向设置的波纹，波纹的波谷处设置有半圆柱状的凸起。
采用上述板片，半圆柱状的凸起的母线与板片波纹中心线的夹角为45°～60°，凸起间距为3～7mm。
采用上述板片，半圆柱状凸起直径为2～5mm，高为5～12mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明的加半圆柱状的凸起的板式换热器板片，通过在板式换热器的主流换热区上沿波纹流向的波谷处增设有半圆柱状的凸块，具有增强流体在流道中的扰动，在流动方向上产生二次流，产生二次漩涡，二次漩涡的产生强化了传热；(2)同时倾斜布置的凸起也能起到分流的作用，使得流体在换热区的分布更加地均匀，并且使得流体在流道中的压力损失得以减小；(3)凸起的存在也增加了换热面积，优化了板式换热器的综合性能。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是传统波纹板片构成的流道截面示意图。
图2是传统波纹板片构成的流道截面示意图。
图3是本发明加半圆柱状的凸起的板式换热器板片的结构模型图。
图4是本发明加半圆柱状的凸起的板式换热器板片的结构的局部放大三维模型图。
具体实施方式
结合图3、图4，一种加半圆柱凸起的板式换热器板片，包括板片主体，板片主体上设置定位孔1、角孔2、导流区3、分流区4、换热区5。定位孔1位于板片主体的两端起到定位的作用。角孔2有四个分别位于板片主体的四个角上，换热介质从角孔2处流经。导流区3将换热介质引导至分流区4。分流区4将换热介质分流至换热区5不同的区域。换热区5上沿换热介质流向设置波纹11，波纹对称设置，即完全相同的板片旋转180°完全压合。波纹11形状为横直波纹、人字形波纹、平直波纹、梯型平直波纹或曲折形波纹其中的一种形状。相邻波纹之间呈平面的波谷。波纹不仅可强化传热，而且可以增加薄板的和刚性，从而提高板式换热器的承压能力，并由于促使液体呈湍流状态，故可减轻沉淀物或污垢的形成，起到一定的“自洁”作用。
本发明在每一波谷13处设置若干半圆柱状的凸起12，当流动的流体流过凸起12时，会产生旋涡，二次流动，不仅能起到分流的作用，使得流体在换热区的分布更加地均匀，而且能降低流体流动对板片的强烈的冲刷作用；凸起的存在也增加了换热面积，优化了板式换热器的综合性能。
所述换热区半圆柱凸起的直径为2～5mm，母线为5～12mm。凸起的大小设置主要是根据板片的尺寸来设计。
作为优化，所述换热区半圆柱凸起12的圆柱母线与板片波纹中心线的夹角为45°～60°，凸起间距为3～7mm。夹角不宜过大或过小，夹角过大使得大部分流体直接冲击波纹的前斜波面，而沿着波面流动的则较少；夹角过小，与其相反。这两种情况都不能很好得处理流量和阻力的关系，换热效果稍逊一点。
各凸起12之间设置一定的间距，而非连续的。当流体流经凸起时产生二次流，使得流动分离，产生局部扰动，在流动的下游又会重新汇合，为得到较高的强化效果，因而再添加一个凸起。而连续的凸起不仅使得扰动减弱，也会增加阻力。

Claims (4)

1.一种加半圆柱凸起的板式换热器板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔(2)、导流区(3)、分流区(4)、换热区(5)，其特征在于，
换热区(5)上沿换热介质流向设置波纹(11)，
波纹(11)的波谷(13)处设置有半圆柱状的凸起(12)。
2.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，半圆柱状的凸起(12)的母线与板片波纹中心线的夹角为45°～60°，凸起间距为3～7mm。
3.根据权利要求1或2所述的板片，其特征在于，半圆柱状凸(12)起直径为2～5mm，高为5～12mm。
4.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，换热区(5)波纹(11)形状为横直波纹、人字形波纹、平直波纹、梯型平直波纹或曲折形波纹其中的一种形状。
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