RU1778485C - Пластинчатый теплообменник - Google Patents

Abstract

Использование: дл  охлаждени  сжатого газа в рекуперативных теплообменниках в холодильной и криогенной технике. Сущность изобретени : пакет пластинчатого теплообменника состоит из чередующихс  теплопроводных и нетеплопроводных пластин с отверсти ми. Последние образуют каналы дл  теплообменивающихс  сред. Канал дл  сжатого газа выполнен криволинейным и образован отверсти ми в смежных пластинах. Шаг отверстий равен 1,25,..2 их диаметра. Рассто ние между центрами отверстий в смежных пластинах равно 0,25...0.5 диаметра. Отверсти  каналов дл  жидкости на каждой пластине расположены в шахматном пор дке. Каналы дл  сжатого газа выполнены в виде синусоид. Последние смещены относительно друг друга на полпериода . Вершины смежных синусоид объединены в общие участки каналов дл  сжатого газа. Теплопроводные пластины имеют отбортованные кромки. Кромки образуют стенки каналов дл  жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к рекуперативным пластинчатым теплообменникам и может быть использовано в холодильной и криогенной технике, в частности в жидкостных охладител  сжатых газов.

Известен теплообменник-охладитель, содержащий размещенный в цилиндрическом корпусе теплообменный пакет с кольцевыми внутренней и внешней проставками и квадратными теплопроводными перфорированными пластинами, образующие внутренний и внешний каналы дл  охлаждаемого и охлаждающего потоков, в котором диаметр внешней кольцевой про- ставки не превышает длины стороны пластины , угловые участки смежных пластин, расположенные во внешнем канале, повернуты друг относительно друга на 45°. а под пакетом расположена спираль дл  закручивани  охлаждающего потока.

Недостаток теплообменника - невысока  интенсивность.теплообмена, обусловленна  небольшим количеством каналов и малой площадью стенки, раздел ющей между собой теплообменивающиес  потоки .

В качестве прототипа выбран пакет пластинчатого теплообменника, содержащий чередующиес  теплопроводные и нетеплопроводные перфорированные пластины.

в«

VI VJ 00

оо

СП

круглые отверсти  которых образуют каналы дл  теплоносителей, выполнены диаметром , равным ширине канала, и расположены с шагом, равным 1,25 - 2 ширины канала, при рассто нии между центрами ближайших отверстий (перфораций) в смежных пластинах, равном 0,25-0,5 их диаметра .

Недостаток - мала  интенсификаци  теплообмена из-за малой длины каналов и значительной площади стенок, раздел ющих между собой потоки,

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  теплообмена за счет увеличени  длину и количества каналов дл  теплообме- нивающихс  потоков и более компактного расположени  их в теплообменном пакете.

Цель достигаетс  тем, что в пластинчатом теплообменнике, содержащем коллекторы дл  подвода и отвода сжатого газа и жидкости и пакет из чередующихс  теплопроводных и нетеплопроводных перфорированных пластин с отверсти ми, образующими каналы дл  теплообмениваю- щихс  сред, при этом канал дл  сжатого газа выполнен криволинейным и образован отверсти ми в смежных пластинах, шаг которых равен 1,25 ..2 диаметра отверстий, а рассто ние между их центрами в смежных пластинах равно 0,25.. 0,5 диаметра, отверсти  каналов дл  жидкости на каждой пластине расположены в шахматном пор дке, а каналы дл  сжатого газа выполнены в виде синусоид, смещенных друг относительно друга на полпериода. Вершины смежных синусоид объединены в общие участки каналов дл  сжатого газа. Теплопроводные пластины имеют отбортованные кромки, образующие стенки каналов дл  жидкости.

Указанные отличительные признаки предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позвол ют интенсифицировать теплообмен между средами с большой разностью плотностей, так как в таком теплооб- менникеобеспечиваетс 

высококомпактное размещение большого количества каналов большой длины дл  сжатого газа относительно каналов дл  жидкости и минимальна  по величине толщина стенок каналов дл  жидкости при любом их количестве.

На фиг.1 изображен пластинчатый теплообменник , продольный разрез; на фит.2 - то же, поперечный разрез; на фис.З - канал дл  жидкости с отбортованными кромками теплопроводных пластин, продольный разрез .

Пластинчатый теплообменник (фиг.1 и 2) содержит коллекторы 1, 2 дл  подвода и отвода сжатого газа и жидкости и теплообменный пакет 3, выполненный из чередующихс  теплопроводных 4 и нетеплопрозод- ных 5 перфорированных пластин с отверсти ми 6,7, образующими каналы 8, 9

дл  теплообменивающихс  потоков. Каналы 8 дл  сжатого газа выполнены в виде синусоид и образованы отверсти ми 6 в пластина 4,5. Шаг расположени  отверстий (перфораций) равен 1,5 (1,25...2) ширины ка0 нала 8 при рассто нии между центрами ближайших отверстий в смежных пластинах, равном 0,5(0,25...0,5) их диаметра. Смежные

синусоидальные каналы 8 смещены друг относительно друга на полпериода и тем об5 разуют сход щиес -расход щиес  тракты каналов 8. По торцам пакета 3 расположены граничные пластины 10. В участках пластин 4, 5, 10 между впадинами смежных синусоид , расположенных в шахматном пор дке,

0 выполнены коаксиальные отверсти  7, образующие каналы 9 дл  жидкости. Таким образом каналы 9 расположены в пакете в шахматном пор дке, а синусоидальные каналы 8 эквидистантно охватывают их, сбли5 жа сь между каналами 9 одного р да 11 и разъедин  сь при переходе от одного р да 11 к другому. Каналы 9 дл  жидкости выполнены сквозными. Дл  этого в граничных пластинах 10 выполнены отверсти  12. сов0 падающие с отверсти ми 7. Пластины 10 снабжены рамкой 13, образующей коллекторную полость 14, на которой установлена крышка 15с патрубком 16. Синусоидальные каналы 8 также выполнены сквозными по

5 длине пакета и сообщены с полост ми коллекторов 1.

Дл  более компактного расположени  каналов 8 и 9 вершины смежных синусоид объединены в общие участки каналов 8 дл 

0 сжатого газа.

Поверхность каналов 9 выполнена из

более теплопроводного материала пластин 4. Дл  этого стенки каналов 9 дл  жидкости выполнены из отбортовок 17 теплопровод5 ных пластин (фиг.З).

Теплообменник работает следующим образом.

Охлаждаемый сжатый газ из верхнего коллектора 1 поступает в сообщающиес  с

0 полостью коллектора 1 каналы 8 и движетс  синусоидально (зигзагообразно) через пакет 3 к нижнему коллектору 1. Поскольку каналы 8 криволинейны и мен ют свое направление , сжатый газ турбулизируетс  и

5 интенсивно отдает тепло многочисленным участкам пластин 4.5, раздел ющим отверсти  6 друг от друга. По этим участкам тепло распростран етс  к стенкам 18 каналов 9, в которых передаетс  охлаждающей жидкости , движущейс  от полости 14 одного коллектора по каналам 9 к другому коллектору 14 и интенсивно отнимающей тепло.

Предложенна  конструкци  пластинча- того теплообменника осуществл ет эффективное охлаждение сжатого газа жидкостью - водой, маслом и т.п. Повышение интенсивности теплообмена обусловливаетс  высококомпактным размещением большого количества каналов большей длины дл  сжатого газа относительно каналов дл  жидкости и минимальной по величине толщиной стенок каналов дл  жидкости при любом их количестве. Упрощенна  конструкци  каналов 9 дл  жидкости и образова- ние их стенок из теплопроводного материала позвол ют дополнительно увеличить теплообмен и осуществл ть очистку их без демонтажа теплообменника из системы . Синусоидальные каналы дл  сжатого газа могут быть выполнены сквозными, что дополнительно повысит поверхность теплообмена и эффективность охлаждени .

Предложенный пластинчатый теплообменник - охладитель газа может найти широкое применение в криогенных и рефрижераторных системах, системах кондиционировани  и других энергетических устройствах.

Claims (3)

1.Пластинчатьм/i теплообменник, содержащий коллекторы подвода и отвода жидкости и сжатого газа и пакет из чередующихс  теплопроводных и нетеплопроводных перфорированных пластин с отверсти ми, образующимиканалыдл  теплообменивающихс  сред, при этом канал дл  сжатого газа выполнен криволинейным и образован отверсти ми в смежных пластинах, шаг которых равен 1.25...2 диаметрам отверстий, а рассто ние между их центрами в смежных пластинах равно 0,25...0,5 диаметра, отличающийс  тем, что. с целью интенсификации процесса теплообмена , отве рсти  каналов дл  жидкости на каждой пластине расположены в шахматном пор дке, а каналы дл  сжатого газа выполнены в виде синусоид, смещенных одна относительно другой на полпериода.

2.Теплообменник по п.1, отличающийс  тем, что вершины смежных синусоид объединены в общие участки каналов дл  сжатого газа.

3.Теплообменник по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что теплопроводные пластины имеют отбортованные кромки, образующие стенки каналов дл  жидкости,

Фиг.1

/J

ДЕЖЗ

16

#ua.2

}wW4

ЗрФ&ФКъ

X Ч Ч

17

Фиъ.з