RU2450230C2 - Corrugated insert for plate heat exchanger - Google Patents

Corrugated insert for plate heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2450230C2
RU2450230C2 RU2009145039/06A RU2009145039A RU2450230C2 RU 2450230 C2 RU2450230 C2 RU 2450230C2 RU 2009145039/06 A RU2009145039/06 A RU 2009145039/06A RU 2009145039 A RU2009145039 A RU 2009145039A RU 2450230 C2 RU2450230 C2 RU 2450230C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radius
grooves
corrugation
ribs
section
Prior art date
Application number
RU2009145039/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009145039A (en
Inventor
Евгений Владимирович Дубровский (RU)
Евгений Владимирович Дубровский
Original Assignee
Евгений Владимирович Дубровский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Владимирович Дубровский filed Critical Евгений Владимирович Дубровский
Priority to RU2009145039/06A priority Critical patent/RU2450230C2/en
Publication of RU2009145039A publication Critical patent/RU2009145039A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450230C2 publication Critical patent/RU2450230C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: corrugated insert for a plate heat exchanger comprises double-sided asymmetrical hollows made as rounded along a rounding radius and forming narrowing sections of each channel, arranged with an equivalent hydraulic diametre making 0.65-0.92 of an equivalent hydraulic diametre of a smooth section of the channel, with the height of a corrugation channel, equal to 4-6 steps of corrugation ribs, the ratio of the value of the outer radius R of coupled surfaces of double-sided asymmetrical bores forming adjacent and smoothly rounded ledges and grooves of asymmetrical bores transverse to direction of the coolant flow, to the value of the equivalent hydraulic diametre of the smooth section of the channel d is equal to 0.05-0.20 (R/d=0.05-0.20), at the same time the maximum length n of the section of transverse ledges and grooves at corrugation ribs is determined as the distance between areas of coupling with radius R1 of side faces of the section of transverse ledges and grooves of double-sided asymmetrical bores with corrugation ribs, at the same time coupling of side faces of the section of double-sided asymmetrical bores with corrugation ribs along the coupling radius R1 is arranged at the distance k from the area of coupling of the radius part of corrugation tops with their ribs, equal to or more than the value of the half of the inner rounding radius of corrugation tops R2 (k≥0.5*R2), and sections of side faces of transverse ledges and grooves of asymmetrical bored are arranged in the form of coupled differently directed two arcs of identical radius R1, besides, at the peripheral sections of the corrugation ribs at the coolant inlet and outlet from the corrugated insert to create smooth peripheral sections of the triangular sections there are equidistantly arranged indents of double-sided symmetrical bores with the depth h1, the value of which is twice less than the depth h2 of indents of double-sided asymmetrical bores (h1=0.5*h2).
EFFECT: higher thermal-hydraulic efficiency of a corrugated insert for a plate heat exchanger and quality of their manufacturing.

Description

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к гофрированным вставкам для пластинчатых теплообменников.The invention relates to heat engineering, in particular to corrugated inserts for plate heat exchangers.

Известны конструкции гофрированных вставок для пластинчатых теплообменников с выполненными на ребрах гофров двусторонними асимметричными выточками по авторским свидетельствам СССР №336489 [1], №591684 [2] и №962743 [3]. Наиболее близким аналогом является авторское свидетельство СССР №591684 [2].Known designs of corrugated inserts for plate heat exchangers with double-sided asymmetric undercuts made on corrugation ribs according to USSR copyright certificates No. 336489 [1], No. 591684 [2] and No. 962743 [3]. The closest analogue is the USSR copyright certificate No. 591684 [2].

Известна конструкция гофрированной вставки для пластинчатого теплообменника содержащая выполненные на ребрах гофров двусторонние асимметричные выточки, выполненные скругленными по радиусу сопряжения, а сужающиеся участки каждого канала выполнены с эквивалентным гидравлическим диаметром, составляющим 0,65-0,92 эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала, а высота канала гофра выполнена равной 4-6 шагам ребер гофров.A known design of a corrugated insert for a plate heat exchanger comprising double-sided asymmetric grooves made on the corrugations of the corrugations, made rounded along the radius of the mating, and the tapering sections of each channel are made with an equivalent hydraulic diameter of 0.65-0.92 equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel, and the height the corrugation channel is made equal to 4-6 steps of the ribs of the corrugations.

Недостатком известной конструкции является низкое значение ее теплогидравлической эффективности и недостаточно высокое качество ее изготовления. Это объясняется тем, что отсутствовало условие выбора необходимого значения внешнего радиуса R округления поверхностей поперечных выступов и канавок двусторонних асимметричных выточек в зависимости от отношения R/d, где d - эквивалентный гидравлический диаметр гладкого некруглого канала гофра. Как известно, внешний радиус округления турбулизатора в канале при всех прочих равных условиях определяет масштаб и интенсивность вихря, а следовательно, и уровень значений турбулентных параметров потока как на внешней границе вихря, так и в области повторного присоединения и повторно развития пограничного слоя. Поэтому значение радиуса округления, а вернее значение его отношение к эквивалентному гидравлическому диаметру гладкого участка канала, играет определяющую роль в уровне интенсификации теплообмена. При этом отсутствовал диапазон возможных значений радиуса R. В последние годы результатами систематических экспериментальных исследований [5, 6] установлено, что уровень теплогидравлической эффективности определяется и надежно управляем значениями безразмерного параметра R/d в определенном диапазоне их значений R/d=0.05-0.2. Именно в этом диапазоне значений реализуется новый и самый эффективный в теплогидравлическом отношении процесс рациональной интенсификаци теплообмена в каналах согласно научному открытию №242 [6].A disadvantage of the known design is the low value of its thermo-hydraulic efficiency and the insufficiently high quality of its manufacture. This is explained by the fact that there was no condition for choosing the necessary value of the external radius R of the rounding of the surfaces of the transverse protrusions and grooves of bilateral asymmetric grooves depending on the ratio R / d, where d is the equivalent hydraulic diameter of a smooth non-circular corrugation channel. It is known that the external rounding radius of the turbulator in the channel, all other things being equal, determines the scale and intensity of the vortex, and therefore the level of turbulent flow parameters both at the external boundary of the vortex and in the region of reattachment and re-development of the boundary layer. Therefore, the value of the rounding radius, or rather the value of its relation to the equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel, plays a decisive role in the level of heat transfer intensification. There was no range of possible values of the radius R. In recent years, the results of systematic experimental studies [5, 6] have established that the level of thermal hydraulic efficiency is determined and reliably controlled by the values of the dimensionless parameter R / d in a certain range of their values R / d = 0.05-0.2. It is in this range of values that the new and most thermally-hydraulically efficient process of rational intensification of heat transfer in channels is implemented according to scientific discovery No. 242 [6].

Кроме того, у аналога сопряжение боковых граней поперечных выступов и канавок двусторонних асимметричных выточек происходит непосредственно с радиусной частью вершин гофров. В результате радиусная часть вершины гофра и связанные с ней двусторонние асимметричные выступы при изготовлении нагортовываются и представляют единое силовое плечо. Поэтому после процесса штамповки гофров при их сборке по требуемому значению шага ребер происходит не только уменьшение шага ребер гофров, но и сжатие радиусной части вершины гофра, поскольку радиусная часть гофра представляет собой гибкий шарнир рассмотренного силового плеча. В результате площадь самой узкой части сечения канала - вершины гофра дополнительно уменьшается. Необходимо отметить, что радиусная часть сечения канала у вершины гофра характеризуется наиболее низкими значениями интенсификации теплоотдачи. В результате сужения этой части сечения канала при изготовлении гофрированной вставки в ней дополнительно ухудшаются условия теплоотдачи из-за возникновения глубоко ламинизированного течения теплоносителя в угловой зоне при вершине сечения канала. При таких гидродинамических условиях в радиусной части сечения канала все турбулентные параметры потока теплоносителя, которые характерны для широкой части сечения некруглого канала, затухают. Поэтому в радиусной части сечения канала невозможно осуществить интенсификацию теплоотдачи, что приводит к ухудшению теплогидравлической эффективности гофрированной вставки.In addition, in the analogue, the conjugation of the side faces of the transverse protrusions and grooves of bilateral asymmetric grooves occurs directly with the radius part of the corrugation vertices. As a result, the radial part of the corrugation apex and the associated two-sided asymmetric protrusions during manufacture are buried and represent a single power shoulder. Therefore, after the process of stamping the corrugations when they are assembled according to the required value of the step of the ribs, there is not only a decrease in the pitch of the ribs of the corrugations, but also compression of the radius part of the corrugation tip, since the radius part of the corrugation is a flexible hinge of the considered power shoulder. As a result, the area of the narrowest part of the channel section, the corrugation top, is further reduced. It should be noted that the radius part of the channel cross section at the top of the corrugation is characterized by the lowest values of heat transfer intensification. As a result of the narrowing of this part of the channel cross section during the manufacture of the corrugated insert, heat transfer conditions are further worsened due to the occurrence of a deeply laminated heat carrier flow in the corner zone at the top of the channel cross section. Under such hydrodynamic conditions, in the radius part of the channel cross section, all turbulent parameters of the coolant flow, which are characteristic of a wide part of the cross section of the non-circular channel, decay. Therefore, it is impossible to intensify heat transfer in the radius part of the channel cross section, which leads to a deterioration in the thermohydraulic efficiency of the corrugated insert.

Кроме того, у аналога отсутствует описание конструктивного выполнения боковых граней поперечных выступов и канавок двусторонних асимметричных выступов, которые играют основную роль в интенсификации теплоотдачи в радиусной части сечения канала в области вершины гофра.In addition, the analogue does not have a description of the structural execution of the lateral faces of the transverse protrusions and grooves of the asymmetric bilateral protrusions, which play the main role in the intensification of heat transfer in the radius of the channel section in the region of the corrugation apex.

Далее необходимо отметить, что у аналога периферийные гладкие участки каналов выполнятся сопряженными с двусторонними асимметричными выточками. При этом выполнение двусторонних асимметричных выточек характеризуется наибольшими значениями напряжений растяжения, которые беспрепятственно распространяются на ребра периферийных гладких участков каналов.Further, it should be noted that the analogue of the peripheral smooth sections of the channels will be paired with asymmetric bilateral undercut. Moreover, the performance of bilateral asymmetric grooves is characterized by the highest values of tensile stresses, which freely extend to the edges of the peripheral smooth sections of the channels.

В результате действия сил растяжения ребра гладких участков каналов расширяются и на них появляется волнистость произвольной формы. Поэтому при сборке гофров по шагу ребер невозможно получить одинаковое их значение. В результате идентичность профиля каналов гофров нарушается, что приводит к неравномерному распределению потока теплоносителя в них и, как следствие, к ухудшению процесса теплоотдачи и повышению гидравлического сопротивления.As a result of the action of tensile forces, the edges of the smooth sections of the channels expand and an undulating shape appears on them. Therefore, when assembling the corrugations along the step of the ribs, it is impossible to obtain the same value. As a result, the identity of the profile of the corrugation channels is violated, which leads to an uneven distribution of the coolant flow in them and, as a result, to a deterioration of the heat transfer process and an increase in hydraulic resistance.

Задачей настоящего изобретения является повышение теплогидравлической эффективности гофрированной вставки для пластинчатого теплообменника и качества их изготовления. Указанная цель достигается тем, что гофрированная вставка для пластинчатого теплообменника с двусторонними асимметричными выточками, выполненными скругленными по радиусу сопряжения, равному 1-10 толщинам материала гофра, и имеющей сужающиеся участки каждого канала, выполненные с эквивалентным гидравлическим диаметром, составляющим 0,65-0,92 эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала, с высотой канала гофра, равной 4-6 шагам ребер гофров, снабжена внешним радиусом R сопряжения поверхностей двусторонних асимметричных выточек, образующих смежные и плавно скругленные поперечные направлению потока теплоносителя выступы и канавки асимметричных выточек, значение отношения которого к значению эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала d равно 0,05-0,20 (R/d=0.05-0,2), при этом максимальная длина сечения n поперечных выступов и канавок на ребрах гофров определяется как расстояние между местами сопряжения радиусом R1 боковых граней сечения поперечных выступов и канавок двусторонних асимметричных выточек с ребрами гофров, при этом сопряжение боковых граней сечения двусторонних асимметричных выточек с ребрами по радиусу сопряжения R1 выполняется на расстоянии k от места сопряжения радиусной части вершин гофров с их ребрами, равном или большем значению половины внутреннего радиуса округления вершин гофров R2 (k≥0,5*R2), а сечения боковых граней поперечных выступов и канавок асимметричных выточек выполнены в виде сопряженных разнонаправленных двух дуг одинакового радиуса R1, кроме того, на периферийных участках ребер гофров на входе и выходе теплоносителя из гофрированной вставки для образования гладких периферийных участков каналов треугольного сечения выполнены эквидистантно расположенные впадины двусторонних симметричных выточек глубиной h1, значение которых в h2 раза меньше глубины h2 впадин двусторонних симметричных выточек (h1=0,5*h2).The objective of the present invention is to increase the thermohydraulic efficiency of a corrugated insert for a plate heat exchanger and the quality of their manufacture. This goal is achieved by the fact that the corrugated insert for a plate heat exchanger with asymmetric double-sided undercuts made rounded along the radius of coupling equal to 1-10 thicknesses of the corrugation material and having tapering sections of each channel made with an equivalent hydraulic diameter of 0.65-0 92 of the equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel, with a corrugation channel height equal to 4-6 steps of the corrugation ribs, is provided with an external radius R of the mating surfaces of the asymmetric bilateral Recesses forming adjacent protrusions and grooves of asymmetric recesses adjacent and smoothly rounded transversely to the direction of flow of the coolant, the ratio of which to the value of the equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel d is 0.05-0.20 (R / d = 0.05-0.2), the maximum length of the cross section n of the transverse protrusions and grooves on the ribs of the corrugations is defined as the distance between the places of mating with the radius R1 of the side faces of the cross-section of the transverse protrusions and grooves of two-sided asymmetric grooves with the ribs of the corrugations, while of new faces of the cross-section of bilateral asymmetric grooves with ribs along the mating radius R1 is performed at a distance k from the place of mating of the radius of the corrugated peaks with their ribs equal to or greater than half the inner radius of rounding of the corrugated peaks R2 (k≥0.5 * R2), and the cross-section the lateral faces of the transverse protrusions and the grooves of the asymmetric grooves are made in the form of conjugate multidirectional two arcs of the same radius R1, in addition, on the peripheral sections of the corrugation ribs at the inlet and outlet of the coolant from the corrugated insert for The smooth peripheral sections of the channels of the triangular section were formed by equidistantly located troughs of bilateral symmetrical outcrops with a depth of h1, the value of which is h2 times less than the depth h2 of the depressions of bilateral symmetrical outcrops (h1 = 0.5 * h2).

На фиг.1 изображена гофрированная вставка для пластинчатого теплообменника с двусторонними асимметричными выточками:Figure 1 shows a corrugated insert for a plate heat exchanger with asymmetric double-sided recesses:

а) гофрированная вставка с непрерывно выполненными двусторонними асимметричными выточками.a) corrugated insert with continuously made bilateral asymmetric recesses.

б) гофрированная вставка с дискретно выполненными двусторонними асимметричными выточками.b) corrugated insert with discreetly executed bilateral asymmetric undercut.

На фиг.2 изображено сечение А-А рис.1а одного канала гофра в увеличенном масштабе.In Fig.2 shows a section aa fig.1a of one channel of the corrugation on an enlarged scale.

На фиг.3 изображено сечение А-А рис.1б одного канала гофра в увеличенном масштабе.Figure 3 shows a section aa fig.1b of one channel of the corrugation on an enlarged scale.

На фиг.4 изображено сечение Г-Г канала гофра по выступам двусторонних асимметричных выточек.Figure 4 shows a cross-section GG channel of the corrugation along the ledges of bilateral asymmetric grooves.

На фиг.5 изображено сечение В-В канала гофра по впадинам двусторонних асимметричных выступов.Figure 5 shows a cross-section bb channel corrugation along the troughs of bilateral asymmetric protrusions.

На фиг.6 изображен вид по стрелке Б на периферийные участки каналов.Figure 6 shows a view along arrow B on the peripheral sections of the channels.

Гофрированная вставка [Фиг.1-6] для пластинчатого теплообменника с двусторонними асимметричными выточками состоит из гофров 1 с каналами 2 и размещается в пластинчатом теплообменнике между плоскими разделительными пластинами или в трубчато-ленточном теплообменнике между коридорными рядами плоских трубок. На ребрах 3 гофров 1 выполнены двусторонние ассиметричные выточки 4, которые могут быть выполнены непрерывно друг за другом или дискретно разделенными гладкими участками канала 5 длиной l', не превышающей пяти эквивалентных гидравлических диаметров d гладкого участка канала. Двусторонние асимметричные выточки 4 на ребрах 3 гофров 1 образуют периодическое сужение и расширение каналов 2. При этом эквивалентный гидравлический диаметр канала в самом узком его сечении d* составляет (0,65-0,92)*d.The corrugated insert [Fig. 1-6] for a plate heat exchanger with asymmetric double-sided recesses consists of corrugations 1 with channels 2 and is placed in a plate heat exchanger between flat dividing plates or in a tubular-ribbon heat exchanger between corridor rows of flat tubes. On the ribs 3 of the corrugations 1 there are two-sided asymmetric recesses 4, which can be made continuously one after another or discretely separated by smooth sections of the channel 5 with a length l 'not exceeding five equivalent hydraulic diameters d of a smooth section of the channel. Bilateral asymmetric recesses 4 on the ribs 3 of the corrugations 1 form a periodic narrowing and expansion of the channels 2. Moreover, the equivalent hydraulic diameter of the channel in its narrowest section d * is (0.65-0.92) * d.

Выполнение внешнего радиуса R сопряжения поверхностей двусторонних асимметричных выточек 4, образующих смежные и плавно скругленные поперечные направлению потока теплоносителя выступы 6 и канавки 7 [Фиг.1-6], отношение значения которого к значению эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала d равно 0,05-0,20 (R/d=0.05-0,2) позволяет надежно обеспечивать наибольшие значения интенсификации теплоотдачи и наименьшие значения гидравлического сопротивления теплоносителя при выбранных значениях отношения d*/d. При этом при любых выбранных значениях отношения d*/d, исходя из технологических возможностей изготовления двусторонних асимметричных выточек, необходимо стремиться к наименьшим значениям радиуса R и отношения R/d. Это объясняется тем, что с уменьшением значения радиуса R уменьшается масштаб вихря (диаметр вихря) и увеличивается его интенсивность (скорость вращения вихря). В результате уменьшается вихревая область и, в конечном счете, уменьшаются гидравлические потери в вихревой пристенной области канала и в канале в целом. Увеличение интенсивности вихря обуславливает увеличение плотности распределения турбулентных пульсаций и их абсолютных значений, особенно на внешней границе вихря, где происходит основная выработка турбулентности. В результате в оторвавшемся пограничном слое существенно увеличиваются значения турбулентных параметров потока. В точке повторного присоединения и в области повторного развития пограничного слоя резко увеличиваются значения турбулентных параметров потока, что обуславливает рост более чем на порядок турбулентной теплопроводности у стенке канала и увеличение значения теплоотдачи до 2,8 раза. При этом происходит рост гидравлического сопротивления не более чем в 2,8 раза. Таким образом, в предлагаемой конструкции гофрированной вставки с двусторонними ассиметричными выточками реализуется новый процесс рациональной интенсификации теплообмена, зарегистрированный в 1981 г. в качестве научного открытия №242 [6]. Далее, зная значения выбранного отношения R/d и d, нетрудно определить требуемое значение R.The implementation of the external radius R of the mating surfaces of the asymmetrical two-sided bores 4, forming adjacent and smoothly rounded transverse to the direction of flow of the coolant protrusions 6 and grooves 7 [Fig.1-6], the ratio of the value of which is equal to the value of the equivalent hydraulic diameter of the smooth section of the channel d 0.05- 0.20 (R / d = 0.05-0.2) allows you to reliably provide the highest values of heat transfer intensification and the smallest values of the hydraulic resistance of the coolant at the selected values of the ratio d * / d. Moreover, for any selected values of the d * / d ratio, based on the technological capabilities of manufacturing two-sided asymmetric grooves, it is necessary to strive for the smallest values of the radius R and the ratio R / d. This is due to the fact that with a decrease in the value of the radius R, the scale of the vortex decreases (the diameter of the vortex) and its intensity increases (the rotation speed of the vortex). As a result, the vortex region decreases and, ultimately, the hydraulic losses in the vortex wall region of the channel and in the channel as a whole are reduced. An increase in the vortex intensity causes an increase in the distribution density of turbulent pulsations and their absolute values, especially at the outer boundary of the vortex, where the main turbulence production takes place. As a result, in the detached boundary layer, the values of turbulent flow parameters increase significantly. At the point of reattachment and in the region of repeated development of the boundary layer, the values of the turbulent flow parameters sharply increase, which leads to an increase of more than an order of turbulent thermal conductivity at the channel wall and an increase in the heat transfer value up to 2.8 times. In this case, the increase in hydraulic resistance is not more than 2.8 times. Thus, in the proposed design of the corrugated insert with double-sided asymmetric recesses, a new process of rational intensification of heat transfer, registered in 1981 as a scientific discovery No. 242, is implemented [6]. Further, knowing the values of the selected ratio R / d and d, it is easy to determine the required value of R.

Выполнение максимальной длины n сечения поперечных выступов и канавок на ребрах 3 гофров 1 [Фиг.4, 5, 6] определяется как расстояние между местами сопряжения радиусом R1 боковых граней 8 сечения поперечных выступов 6 и канавок 7 двусторонних асимметричных выточек 4 с ребрами 3 гофров 1. При этом сопряжение боковых граней 8 сечения двусторонних асимметричных выточек 4 с ребрами 3 по радиусу сопряжения R1 выполняется на расстоянии k от места сопряжения радиусной части вершин гофров с их ребрами 3, равном или большем значению половины внутреннего радиуса округления вершин гофров R2 (k≥0,5*R2). Такое конструктивное выполнение позволяет разрушить равнонапряженную (силовую) связь радиусной части вершины гофра с двусторонними ассиметричными выточками 4 за счет их разделения недеформируемыми гладкими участками 9 ребер гофров. В этом случае участки 9 ребер 3 гофров 1 выполняют роль гибкого шарнира между радиусной частью гофра и поперечными выступами 6 и канавками 7 двусторонних асимметричных выточек 4. Кроме того, выполнение разделительных участков 9 ребер 3 гофров 1 позволяет увеличить площадь радиусной части сечения гофра, повысить в нем скорость течения теплоносителя до значений, позволяющих интенсифицировать в нем процесс теплоотдачи и увеличить теплогидравлическую эффективность вставки. При этом, как показал технологический опыт изготовления таких конструкций вставок, минимальное значение длины k разделительного участка 9 ребра 3, сопрягающего радиусную часть вершины сечения гофра и двусторонние асимметричные выступы 6 и канавки 7, составляет половину внутреннего радиуса округления R2 радиусной части гофра (k≥0,5*R2). Поэтому максимальная длина сечения n поперечных выступов 6 и канавок 7 двусторонних асимметричных выточек 4 на ребрах 3 гофров 1 не превышает расстояние между местами сопряжения радиусом R1 боковых граней 8 сечения поперечных выступов 6 и канавок 7 двусторонних асимметричных выточек 4 с ребрами 3 гофров 1.The execution of the maximum length n of the cross section of the transverse protrusions and grooves on the ribs 3 of the corrugations 1 [Fig. 4, 5, 6] is defined as the distance between the mating places of the radius R1 of the side faces 8 of the cross section of the transverse protrusions 6 and the grooves 7 of the two-sided asymmetric grooves 4 with the ribs 3 of the corrugations 1 . In this case, the coupling of the side faces 8 of the cross-section of bilateral asymmetric grooves 4 with the ribs 3 along the mating radius R1 is performed at a distance k from the place of mating the radius of the corrugated peaks with their ribs 3, equal to or greater than half the inner radius R2 and rounding corrugation peaks (k≥0,5 * R2). Such a constructive implementation allows to destroy the equally stressed (power) connection of the radius of the corrugation top with bilateral asymmetric recesses 4 due to their separation by undeformable smooth sections of 9 corrugation ribs. In this case, sections 9 of the ribs 3 of the corrugations 1 act as a flexible hinge between the radius part of the corrugation and the transverse protrusions 6 and grooves 7 of the asymmetrical two-sided grooves 4. In addition, the implementation of the separation sections of 9 ribs 3 of the corrugations 1 allows you to increase the area of the radius of the cross section of the corrugation, increase the flow rate of the coolant to values that allow to intensify the heat transfer process in it and increase the thermohydraulic efficiency of the insert. Moreover, as shown by the technological experience in manufacturing such designs of inserts, the minimum value of the length k of the dividing section 9 of the rib 3, which mates the radius of the vertex of the corrugation section and the two-sided asymmetric protrusions 6 and groove 7, is half the inner rounding radius R2 of the radius of the corrugation (k≥0 , 5 * R2). Therefore, the maximum length of the cross section n of the transverse protrusions 6 and the grooves 7 of the two-sided asymmetric grooves 4 on the ribs 3 of the corrugations 1 does not exceed the distance between the mating points with the radius R1 of the side faces 8 of the cross-section of the transverse protrusions 6 and the grooves 7 of the two-sided asymmetrical grooves 4 with the ribs 3 of the corrugations 1.

Выполнение сечения боковых граней 8 поперечных выступов 6 и канавок 7 двусторонних асимметричных выточек 4 в виде сопряженных разнонаправленных двух дуг одинакового радиуса R1 [Фиг.4, 5, 6] позволяет создать двусторонние асимметричные выточки с поперечными выступами и канавками в области радиусной части вершины сечения канала, которая характеризуется большей площадью, чем у аналога. В результате обтекания их потоком теплоносителя в сравнении с аналогом дополнительно интенсифицируется процесс теплоотдачи в этой области, где уровень интенсификации теплообмена минимальный. Это в конечном итоге приводит к увеличению интенсификации теплообмена и повышению теплогидравлической эффективности гофрированной вставки.The cross-section of the side faces 8 of the transverse protrusions 6 and the grooves 7 of the two-sided asymmetric grooves 4 in the form of conjugate multidirectional two arcs of the same radius R1 [Figs. 4, 5, 6] allows you to create bilateral asymmetric grooves with transverse protrusions and grooves in the region of the radius of the apex of the channel section , which is characterized by a larger area than the analogue. As a result of the flow around them with a coolant stream in comparison with an analog, the heat transfer process in this area is additionally intensified, where the level of heat transfer intensification is minimal. This ultimately leads to an increase in heat transfer intensification and an increase in the thermohydraulic efficiency of the corrugated insert.

Выполнение на периферийных участках ребер гофров на входе и выходе теплоносителя из гофрированной вставки [Фиг.1, 2, 3, 6] гладких периферийных участков каналов 10 треугольного сечения обеспечивается выполнением эквидистантно расположенных впадин 11 двусторонних симметричных выточек глубиной h1, значение которых в 2 раза меньше глубины h2 впадин 7 двусторонних асимметричных выточек 4 (h1=0,5*h2). В результате обеспечивается снятие напряжения растяжения в материале гофра до нуля. Поэтому при выполнении периферийных гладких участков каналов 10 гофров 1 в штампе происходит только гибка, а не растяжение материала гофра. В результате формуются периферийные гладкие участки каналов 10 гофров 1 треугольного сечения, а их ребра 12 гофров 1 не имеют волнистости. Поэтому сборка гофров по шагу ребер обеспечивает надежную воспроизводимость профиля сечения каналов гофрированной вставки, что обеспечивает равномерное распределение потока теплоносителя. В результате уменьшаются потери давления теплоносителя и увеличивается теплоотдача гофрированной вставки и ее теплогидравлическая эффективность.The implementation on the peripheral sections of the ribs of the corrugations at the inlet and outlet of the coolant from the corrugated insert [Fig. 1, 2, 3, 6] smooth peripheral sections of the channels 10 of a triangular section is ensured by the execution of equidistantly located troughs 11 of bilateral symmetrical grooves with a depth of h1, the value of which is 2 times less depth h2 of troughs 7 of bilateral asymmetric grooves 4 (h1 = 0.5 * h2). The result is the removal of tensile stress in the corrugation material to zero. Therefore, when performing peripheral smooth sections of the channels 10 of the corrugations 1 in the stamp, only bending, and not stretching of the corrugation material, occurs. As a result, peripheral smooth portions of the channels 10 of the corrugations 1 of a triangular section are formed, and their ribs 12 of the corrugations 1 do not have waviness. Therefore, the assembly of corrugations along the step of the ribs provides reliable reproducibility of the cross-sectional profile of the channels of the corrugated insert, which ensures uniform distribution of the coolant flow. As a result, the pressure loss of the coolant is reduced and the heat transfer of the corrugated insert and its thermo-hydraulic efficiency are increased.

БиблиографияBibliography

1. А.с. №336489. Опубликовано 21.061972 г., Бюл. №14 за 1972 г.1. A.S. No. 336489. Published 06/21/1972, Bull. No.14 for 1972

2. А.с. №591684. Опубликовано 05.02.1978 г., Бюл. №5 за 1978 г.2. A.S. No. 591684. Published 02/05/1978, Bull. No 5 for 1978

3. А.с. №962743. Опубликовано 30.09.1982 г., Бюл. №36 за 1988 г.3. A.S. No. 962743. Published September 30, 1982, Bull. No 36 for 1988

4. Dubrovsky E.V. Highly Effective Plate-Fin Heat Exchanger Surfaces - from Conception to Manufacturing. Proceedings of the First International Conference on Aerospace Heat Exchanger Technology. Palo Alto, CA, USA, 15-17 February 1993, pp. 501-548.4. Dubrovsky E.V. Highly Effective Plate-Fin Heat Exchanger Surfaces - from Conception to Manufacturing. Proceedings of the First International Conference on Aerospace Heat Exchanger Technology. Palo Alto, CA, USA, February 15-17, 1993, pp. 501-548.

5. Дрейцер Г.А., Мякочин А.С. Влияние геометрической формы турбулизаторов на эффективность интенсификации конвективного теплообмена в трубах. - М.: ж. Теплоэнергетика, 2002, №6, с.57-59.5. Dreitser G.A., Myakochin A.S. The influence of the geometric shape of turbulators on the efficiency of intensification of convective heat transfer in pipes. - M .: f. Heat Power Engineering, 2002, No. 6, pp. 57-59.

6. Воронин Г.И., Дрейцер Г.А., Дубровский Е.В., Калинин Э.К., Ярхо С.А. Закономерность изменения теплоотдачи на стенках каналов с дискретной турбулизацией потока при вынужденной конвекции. Научное открытие №242. Бюл. №36, за 1981 г.6. Voronin G.I., Dreitser G.A., Dubrovsky E.V., Kalinin E.K., Yarkho S.A. The pattern of changes in heat transfer on the walls of channels with discrete flow turbulence during forced convection. Scientific discovery No. 242. Bull. No. 36, for 1981

Claims (1)

Гофрированная вставка для пластинчатого теплообменника, содержащая двусторонние асимметричные выточки, выполненные скругленными по радиусу скругления и образующие сужающиеся участки каждого канала, выполненные с эквивалентным гидравлическим диаметром, составляющим 0,65-0,92 эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала, с высотой канала гофра, равной 4-6 шагам ребер гофров, отличающаяся тем, что, с целью повышения тепловых и аэродинамических характеристик, отношение значения внешнего радиуса R сопряжения поверхностей двусторонних асимметричных выточек, образующих смежные и плавно скругленные поперечные направлению потока теплоносителя выступы и канавки асимметричных выточек, к значению эквивалентного гидравлического диаметра гладкого участка канала d равно 0,05-0,20 (R/d=0,05-0,20), при этом максимальная длина n сечения поперечных выступов и канавок на ребрах гофров определяется как расстояние между местами сопряжения радиусом R1 боковых граней сечения поперечных выступов и канавок двусторонних асимметричных выточек с ребрами гофров, при этом сопряжение боковых граней сечения двусторонних асимметричных выточек с ребрами гофров по радиусу сопряжения R1 выполняется на расстоянии k от места сопряжения радиусной части вершин гофров с их ребрами, равном или большем значения половины внутреннего радиуса скругления вершин гофров R2 (k≥0,5·R2), а сечения боковых граней поперечных выступов и канавок асимметричных выточек выполнены в виде сопряженных разнонаправленных двух дуг одинакового радиуса R1, кроме того, на периферийных участках ребер гофров на входе и выходе теплоносителя из гофрированной вставки для образования гладких периферийных участков каналов треугольного сечения выполнены эквидистантно расположенные впадины двусторонних симметричных выточек глубиной h1, значение которой в 2 раза меньше глубины h2 впадин двусторонних асимметричных выточек (h1=0,5·h2). Corrugated insert for a plate heat exchanger containing bilateral asymmetric recesses made rounded along the radius of the fillet and forming tapering sections of each channel, made with an equivalent hydraulic diameter of 0.65-0.92 equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel, with a corrugation channel height equal to 4-6 steps of the ribs of the corrugations, characterized in that, in order to increase thermal and aerodynamic characteristics, the ratio of the values of the outer radius R of the mating surfaces two-sided asymmetric grooves, forming protrusions and grooves of asymmetric grooves adjacent to the smoothly rounded transverse to the direction of flow of the coolant, to the value of the equivalent hydraulic diameter of a smooth section of the channel d is 0.05-0.20 (R / d = 0.05-0.20), wherein the maximum length of the n-section transverse ridges and grooves on the edges of the corrugations defined as the distance between the coupling locations of radius R 1 of the side faces of the transverse section ridges and grooves bilateral asymmetric recesses, with ribs of the corrugations, wherein the conjugation b postglacial sectional faces with recesses bilateral asymmetric corrugation ribs radially conjugation R 1 k is performed at a distance from the place of conjugation radiused portion with their corrugation peaks ribs equal to or greater than half the value of the inner rounding radius of vertices R 2 corrugations (k≥0,5 · R 2 ), and cross-sectional side faces of the projections and grooves of asymmetrical recesses are formed as conjugate multidirectional two arcs of the same radius R 1, in addition, peripheral portions of the ribs of the corrugations on the inlet and outlet of coolant from corrugated to form a smooth paste peripheral portions of triangular section channels formed equidistantly positioned troughs bilateral symmetrical undercuts depth h 1, which value is 2 times less than the depth h 2 of asymmetric depressions bilateral recesses (h 1 = 0,5 · h 2).
RU2009145039/06A 2009-12-07 2009-12-07 Corrugated insert for plate heat exchanger RU2450230C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145039/06A RU2450230C2 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Corrugated insert for plate heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145039/06A RU2450230C2 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Corrugated insert for plate heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009145039A RU2009145039A (en) 2011-06-20
RU2450230C2 true RU2450230C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=44737338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009145039/06A RU2450230C2 (en) 2009-12-07 2009-12-07 Corrugated insert for plate heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450230C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790404C1 (en) * 2019-04-18 2023-02-17 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани Gas cooler rib with disturbed air cooling

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU336489A1 (en) * CORRUGATED INSERT FOR PLATE EXCHANGER
SU591684A2 (en) * 1976-01-30 1978-02-05 Предприятие П/Я А-1665 Corrugated insert for plate heat exchanger
SU962743A2 (en) * 1980-02-07 1982-09-30 Предприятие П/Я А-1697 Corrugated insert for plate-type heat exchanger
CN201440052U (en) * 2009-07-13 2010-04-21 美的集团有限公司 Heat exchanger heat exchange fin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU336489A1 (en) * CORRUGATED INSERT FOR PLATE EXCHANGER
SU591684A2 (en) * 1976-01-30 1978-02-05 Предприятие П/Я А-1665 Corrugated insert for plate heat exchanger
SU962743A2 (en) * 1980-02-07 1982-09-30 Предприятие П/Я А-1697 Corrugated insert for plate-type heat exchanger
CN201440052U (en) * 2009-07-13 2010-04-21 美的集团有限公司 Heat exchanger heat exchange fin

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790404C1 (en) * 2019-04-18 2023-02-17 Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани Gas cooler rib with disturbed air cooling

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009145039A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100557199C (en) A kind ofly be applicable to the gradually wide type slot staggered rib passage in the cold parts in the turbine blade etc.
FI83564B (en) VAERMEOEVERFOERINGSROER MED INVAENDIGA AOSAR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING DAERAV.
SU962743A2 (en) Corrugated insert for plate-type heat exchanger
US6913073B2 (en) Heat transfer tube and a method of fabrication thereof
US20070034361A1 (en) Heat transfer tubes for evaporators
US6722134B2 (en) Linear surface concavity enhancement
US20080023180A1 (en) Air cooled heat exchanger with enhanced heat transfer coefficient fins
US10982912B2 (en) Streamlined wavy fin for finned tube heat exchanger
US20050230094A1 (en) Tube structure of multitubular heat exchanger
US20110108257A1 (en) Heat exchange bulkhead
US11454448B2 (en) Enhanced heat transfer surface
US20190368829A1 (en) Heat exchanger
US11073343B2 (en) Metal heat exchanger tube
RU2450230C2 (en) Corrugated insert for plate heat exchanger
CN203798232U (en) Plate-fin heat exchanger core
US7418848B2 (en) High-performance and high-efficiency rolled fin tube and forming disk therefor
CN103090713A (en) Heat exchanger
CN113091091A (en) Combustion chamber laminate and combustion chamber
CN112313467B (en) Heat exchanger
JP2006266528A (en) Flat tube for heat exchanger
RU2807858C1 (en) Heat exchange surface for intensification of heat transfer of turbulent heat-transfer medium flow
RU2751425C1 (en) Heat exchange surface
JP6066946B2 (en) Extrusion die, heat transfer tube manufacturing method, and heat transfer tube
CN205505809U (en) Enamel plate heat exchanger
CN114856714B (en) S-shaped rib structure suitable for internal cooling channel of trailing edge of turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161208