RU2688087C2 - Рифленые ребра для теплообменника - Google Patents

Рифленые ребра для теплообменника Download PDF

Info

Publication number
RU2688087C2
RU2688087C2 RU2017108458A RU2017108458A RU2688087C2 RU 2688087 C2 RU2688087 C2 RU 2688087C2 RU 2017108458 A RU2017108458 A RU 2017108458A RU 2017108458 A RU2017108458 A RU 2017108458A RU 2688087 C2 RU2688087 C2 RU 2688087C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rib
ribs
grooves
corrugated
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2017108458A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017108458A (ru
RU2017108458A3 (ru
Inventor
Такуя БУНГО
Нориюки ИСИИ
Ацуси ОКУБО
Тайдзи САКАИ
Original Assignee
Т. Рад Ко., Лтд.
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 Т. Рад Ко., Лтд. filed Critical Т. Рад Ко., Лтд.
Publication of RU2017108458A publication Critical patent/RU2017108458A/ru
Publication of RU2017108458A3 publication Critical patent/RU2017108458A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688087C2 publication Critical patent/RU2688087C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/30—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/02—Arrangements of fins common to different heat exchange sections, the fins being in contact with different heat exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Предложены рифленые ребра, имеющие высокие рабочие характеристики передачи тепла и не вызывающие засорения даже в газообразной окружающей среде с присутствующими твердыми примесями, такими как пыль. Каждая поверхность 3 стенки рифленых ребер содержит попеременные параллельные выступы 4 и канавки 5 с углом наклона 10-60°. При определении Wh как высоты выступов и канавок, Wp как шага выступов и канавок, Pf как шага рифленых ребер и Tf как толщины ребер, выполнены следующие условия:гдеa=0,004⋅Pf-0,0696⋅Pf+0,3642,b=-0,0036⋅Pf+0,0625⋅Pf-0,5752 иc=0,0007⋅Pf+0,1041⋅Pf+0,2333.2 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к рифленым ребрам для теплообменника, размещаемым между плоскими трубками или устанавливаемым в плоской трубке с расположением выступов и канавок попеременно на идущей вверх поверхности стенки и идущей вниз поверхности стенки ребра.
Уровень техники
[0002] В качестве рифленых ребер для теплообменника, которые затрудняют засорение и которые также могут быть использованы для газообразного тела, содержащего много твердых частиц, таких, например, как пыль, известно ребро, описанное в нижеуказанной Патентной литературе 1 и используемое в преобразователе теплоты и в теплообменнике отработанных газов строительной техники.
[0003] Изобретение, описанное в Патентной литературе 1, представляет собой рифленое ребро в форме прямоугольной волны, в котором вершины и впадины волны идут извилистым образом в продольном направлении, как показано на фиг. 16 и фиг. 17 (в дальнейшем это ребро названо рифленым ребром известного типа). Ребро, описанное в Патентной литературе 1, использовано в качестве внутреннего ребра, устанавливаемого в трубке и которое размешивает газообразное тело, протекающее в трубке, заставляя его проходить извилистым образом от стороны вверх по потоку к стороне вниз по потоку для уменьшения в максимально возможной степени пограничного слоя, образуемого на поверхности стенки.
Список цитированной литературы
Патентная Литература
[0004] PTL 1: выложенный Патент Японии №2007-78194.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема
[0005] Хотя рифленое ребро известного типа, описанное в Патентной литературе 1, подавляет развитие пограничного слоя, этого недостаточно. Кроме того, имеет место затруднение при производстве, такое как деформация в направлении высоты ребра в связи с нанесением волнового профиля посредством механической обработки.
[0006] Таким образом, имеет место потребность в рифленом ребре, обладающем более высокими рабочими характеристиками теплообмена и обеспечивающем более высокую производительность.
[0007] В соответствии с этим, в результате различных экспериментов и анализа для текучих сред авторы настоящего изобретения и др. были выявлены параметры ребра, которое обладает более высокими рабочими характеристиками теплообмена и которое легче изготовить, чем рифленое ребро согласно вышеупомянутой Патентной литературе 1.
[0008] Таким образом, они разработали рифленое ребро, обладающее более высокими рабочими характеристиками теплообмена и которое легче изготовить, чем рифленое ребро согласно вышеупомянутой Патентной литературе 1, посредством указания фиксированных диапазонов для толщины его пластины, шага выступов и канавок, высоты выступов и канавок и шага рифленых ребер при поочередном и повторном формировании выступов и канавок на поверхностях стенок, которые выполнены в виде идущей вверх поверхности и идущей вниз поверхности рифленого ребра.
Решение проблемы
[0009] Настоящее изобретение согласно п. 1 предлагает рифленые ребра для теплообменника, размещаемые между плоскими трубками, которые размещены бок о бок отдельно друг от друга, или устанавливаемые в плоской трубке, причем
материалом ребра является алюминий или алюминиевый сплав,
толщина пластины ребра составляет от 0,06 до 0,16 мм и ребро имеет соответствующие поверхности (3) стенки идущей вверх части и идущей вниз части между вершиной и впадиной, которые согнуты в форме волны в продольном направлении ребра,
выступы (4) и канавки (5), имеющие наклон от 10 градусов до 60 градусов относительно поперечного направления ребра и имеющие одно и тоже направление, поочередно размещены бок о бок на соответствующих поверхностях (3) стенок, причем
при
установке значения высоты выступов и канавок (внешний размер от впадины канавки до вершины выступа, включая толщину пластины) равным Wh [мм],
установке значения шага выступов и канавок (расстояние от определенного выступа до следующего выступа) равным Wp [мм],
установке значения шага рифленых ребер равным Pf [мм] и
установке значения толщины пластины ребра равным Tf [мм],
рифленые ребра удовлетворяют следующим условиям при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
где
a=0,004⋅Pf2-0,0696⋅Pf+0,3642
b=-0,0036⋅Pf2+0,0625⋅Pf-0,5752, и
c=0,0007⋅Pf2+0,1041⋅Pf+0,2333.
[0010] Настоящее изобретение согласно п. 2 предлагает рифленые ребра для теплообменника согласно п. 1, причем
рифленые ребра удовлетворяют следующим условиям при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000004
Figure 00000005
где
а'=0,004⋅Pf2-0,0694⋅Pf+0,3635
b'=-0,0035⋅Pf2+0,0619⋅Pf-0,5564, и
с'=0,0007⋅Pf2+0,1114⋅Pf+0,2304.
[0011] Настоящее изобретение согласно п. 3 предлагает рифленые ребра для теплообменника согласно п. 1, причем
рифленые ребра удовлетворяют следующим при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000006
Figure 00000007
где
а''=0,0043⋅Pf2-0,0751⋅Pf+0,3952
b''=- 0,0038⋅Pf2+0,0613⋅Pf-0,6019, и
с''=0,0017⋅Pf2+0,1351⋅Pf+0,2289.
Обеспечиваемые технические результаты
[0012] Рифленое ребро по настоящему изобретению может быть выполнено посредством способа изготовления общего назначения, предназначенного для механической обработки гнутых профилей и т.д., и его параметры составлены для удовлетворения [Формулы 1] - [Формулы 3] в пункте 1, и, таким образом, обеспечена возможность выполнения рифленого ребра с улучшенными характеристиками рассеяния тепла, легко подверженного машинной обработке по сравнению с рифленым ребром известного типа посредством образования в области ячейки, которая окружена плоскими трубками и идущей вверх стенкой и идущей вниз стенкой ребра, как показано на фиг. 2, потоков газообразного тела, например, воздуха, который проходит в ней в виде двух вихревых потоков, протекающих в направлении течения газообразного тела, эффективно направляя, тем самым, текучую среду в центральной части ячейки к ребру.
Краткое описание чертежей
[0013] На фиг. 1 показан вид спереди основной части рифленых ребер для теплообменника согласно настоящему изобретению.
[0014] На фиг. 2 показана пояснительная схема, показывающая работу того же ребра.
[0015] На фиг. 3 показана общая схема по стрелке вдоль линии III-III на фиг. 1.
[0016] На фиг. 4 показана общая схема в разрезе по стрелке вдоль линии IV-IV на фиг. 1 и фиг. 2.
[0017] На фиг. 5 показан вид спереди теплообменника, использующего те же рифленые ребра.
[0018] На фиг. 6 показана общая схема по стрелке вдоль линии VI-VI на фиг. 5.
[0019] На фиг. 7 показан вид сверху, показывающий развернутое состояние тех же рифленых ребер.
[0020] На фиг. 8 показана в перспективном виде основная часть общей схемы теплообменника, использующего те же рифленые ребра.
[0021] На фиг. 9 показано предельное значение при механической обработке для каждой толщины пластины ребра при изготовлении тех же рифленых ребер, причем шаг Wp выступов и канавок отложен по горизонтальной оси, а высота Wh выступов и канавок отложена по вертикальной оси.
[0022] На фиг. 10 показано отношение (в случае рифленого ребра известного типа отношение установлено равным 100%) величины теплообмена (в дальнейшем называемой согласованной с вентилятором величины отношения теплового излучения) с учетом уменьшения расхода потока, вызываемого потерей давления, причем отношение отложено по вертикальной оси, а величина (Wh-Tf) / Pf отложена по горизонтальной оси.
[0023] На фиг. 11 показана кривая, характеризующая диапазон, в пределах которого согласованная с вентилятором величина теплового излучения улучшена по сравнению с рифленым ребром известного типа при величине шага Pf рифленых ребер, равному 3 мм, причем шаг Wp выступов и канавок отложен по горизонтальной оси, а высота Wh выступов и канавок отложена по вертикальной оси.
[0024] На фиг. 12 показана кривая при величине шага Pf тех же самых рифленых ребер, составляющем 6 мм.
[0025] На фиг. 13 показана кривая при величине шага Pf тех же самых рифленых ребер, составляющем 9 мм.
[0026] На фиг. 14 показано распределение скоростей в каждой ячейке (между поверхностью стенки ребра и одной парой плоских трубок) ребра для теплообменника, использующего рифленые ребра согласно настоящему изобретению, и показаны соответствующие сечения, в которых происходит перемещение текучей среды от сечения А к стороне вниз по потоку по порядку, для указания потоков текучей среду в соответствующих ячейках ребра по порядку.
[0027] На фиг. 15 показаны потоки (распределение скоростей в сечении) текучей среды в каждой ячейке по порядку, аналогично фиг. 14, в рифленом ребре известного типа.
[0028] На фиг. 16 показан перспективный вид основной части рифленых ребер известного типа.
[0029] На фиг. 17 показан вид сверху того же самого ребра.
Осуществление изобретения
[0030] Далее на основе чертежей будут описаны варианты реализации настоящего изобретения.
[0031] На фиг. 5 показан один пример теплообменника, использующего рифленые ребра согласно настоящему изобретения, а на фиг. 6 показана общая схема в разрезе по стрелке вдоль линии VI-VI на фиг. 5.
[0032] В этом теплообменнике рифленые ребра 2 размещены между многими плоскими трубками 1, которые размещены бок о бок, спаяны как целое и скреплены вместе между их контактными частями с образованием теплообменного элемента 11. Затем верхняя и нижняя концевые части каждой плоской трубки 1 сообщаются в резервуарах 12 через пластины 10 коллектора.
[0033] Как показано на фиг. 1-4, это рифленое ребро 2 изготовлено посредством изгиба металлической пластины, выполненной из алюминия (включая алюминиевый сплав, такой как, например, сплав на основе Al-Mn (серии JIS 3000 и т.д.), сплав на основе Al-Zn-Mg (серии JIS 7000 и т.д)) в форме волны, а вершина 8 и впадина 9 (фиг. 7) ее сгиба контактируют с плоской трубкой 1. Затем соответствующие поверхности 3 стенок при повышении и падении образованы между вершиной 8 и впадиной 9, а выступы 4 и канавки 5 поочередно выполнены на поверхностях 3 стенок. Выступы 4 и канавки 5 наклонены параллельно друг другу и наклонены относительно поперечного направления ребра, как показано на фиг. 3. В настоящем изобретении угол их наклона установлен равным от 10 градусов до 60 градусов.
[0034] Хотя поверхности стенок 3 содержат много выступов 4 и канавок 5, вершины 8 и впадины 9 образованы как целое посредством формования, что преднамеренно показано схемой разработки и может быть выражено, как на фиг. 7.
[0035] Таким образом, в рифленом ребре 2 вершины 8 и впадины 9 попеременно образованы в продольном направлении ребра отдельно друг от друга, а поверхность 3 стенки размещена между ними. Линейные выступы 4 и канавки 5, симметричные к вершине 8, образованы наклонно на соответствующих поверхностях 3 стенок, обращенных друг к другу при формовании ребра. На фиг. 3 показана частично увеличенная схема этого, причем выступ 4 обозначен штрихпунктирной линией, а канавка 5 обозначена пунктирной линией.
[0036] В данном случае, как показано на том же самом чертеже, выступы 4 и канавки 5 не образованы на ведущем конце рифленого ребра 2, и плоская часть 6 образована на нем.
Особенность рифленого ребра
[0037] Особенность настоящего изобретения состоит в том, что значения высоты Wh выступов и канавок, шага Pf рифленых ребер и толщины Tf пластины ребра на фиг. 1 и шага Wp выступов и канавок на фиг. 3 установлены так, что между ними имеет место определенное соотношение. Определение соответствующих им параметров было получено из последующих экспериментов и анализа потока текучей среды, и предельного значения при механической обработке алюминиевого ребра. Ниже описание этого будет проведено надлежащим образом.
[0038] Хотя в пределах диапазона, в котором влияние уменьшения расхода потока, вызванного возрастанием потери давления, не преобладает, чем больше высота Wh выступов и канавок ребра, тем выше рабочие характеристики теплообмена, высота Wh выступов и канавок также ограничена предельным значением при механической обработке ребра.
[0039] На фиг. 9 показано соотношение между шагом Wp выступов и канавок на поверхности стенки и высотой Wh выступов и канавок при предельном значении при механическом выполнении изгиба ребра для каждого значения толщины пластины. Предельное значение при механической обработке алюминиевого ребра с толщиной пластины 0,06 мм обозначено символами
Figure 00000008
, и при значении шага Wp выступов и канавок 1,5 мм величина 0,5 мм представляет собой верхнее предельное значение высоты Wh выступов и канавок.
[0040] Аналогично, при значении Wp, равном 2,0 мм, величина 0,7 мм представляет собой верхнее предельное значение высоты Wh. Далее, при значении Wp, равном 2,5 мм, величина 0,87 мм примерно соответствует верхнему предельному значению.
[0041] Аналогично, предельное значение при механической обработке в случае толщины пластины 0,1 мм и предельное значение при механической обработки в случае толщины пластины 0,16 мм обозначены символами
Figure 00000009
и
Figure 00000010
, соответственно.
[0042] [Формула 1] выражает предельное значение при механической обработке, показанное на этой фиг. 9, в качестве численной формулы.
Figure 00000011
[0043] Затем на фиг. 10 показан график, полученный посредством экспериментального определения, насколько согласованная с вентилятором величина теплового излучения согласно настоящему изобретению превосходит аналогичную величину для рифленого ребра известного типа, и нанесения на график отношения Qf этих величин (в случае рифленого ребра известного типа это отношение установлено равным 100%).
Следующие выводы были получены оттуда.
[0044] Согласованная с вентилятором величина теплового излучения согласно настоящему изобретению обладает максимумом и его значение составляет примерно 120% относительно аналогичной величины для рифленого ребра известного типа.
[0045] В этой связи причина возникновения максимального значения состоит в том, что хотя эффект усиления теплообмена вследствие генерации вихревого потока возрастает до некоторой степени вместе с увеличением величины (Wh-Tf) / Pf, при его дальнейшем увеличении влияние уменьшения расхода потока, вызванное увеличением потери давления, становится преобладающим и величина теплообмена спадает.
[0046] [Формула 2] отражает диапазон значений (Wh-Tf) / Pf, в пределах которого согласованная с вентилятором величина теплового излучения, которая показана на фиг. 10, становится большей, чем 100%, полученных по численной формуле.
Figure 00000012
.
[0047] Затем на фиг. 11 показан, в качестве одного примера, диапазон, в пределах которого, при величине шага Pf рифленых ребер 3,0 мм, ребро согласно настоящему изобретению может быть выполнено посредством механической обработки и его согласованная с вентилятором величина теплового излучения больше 100% по сравнению с аналогичной величиной для рифленого ребра известного типа.
[0048] На фиг. 11 кривая линия А описывает нижнее предельное значение (см. [Формулу 3]) высоты Wh выступов и канавок, при котором согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 100%.
Figure 00000013
,
где
a=0,004⋅Pf2-0,0696⋅Pf+0,3642
b=-0,0036⋅Pf2+0,0625⋅Pf-0,5752, и
c=0,0007⋅Pf2+0,1041⋅Pf+0,2333.
[0049] Прямая линия В описывает верхнее предельное значение при механической обработке (см. [Формулу 1]) в случае толщины Tf пластины ребра 0,06 мм, а прямая линия С описывает верхнее предельное значение при механической обработке (см. [Формулу 1]) в случае толщины Tf пластины ребра 0,16 мм.
[0050] Прямая линия D описывает нижнее предельное значение величины (Wh-Tf) / Pf, при котором согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 100% с учетом верхнего предельного значения при механической обработке и получена при одновременной установке верхнего предельного значения величины Wh (Wh=0,3674⋅Wp+1,893⋅Tf-0,1584) в [Формуле 1] и нижнего предельного значения (0,088=(Wh-Tf) / Pf) величины (Wh-Tf) / Pf в [Формуле 2] и удалении Tf.
[0051] Аналогично, прямая линия Е описывает верхнее предельное значение величины (Wh-Tf) / Pf, при котором согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 100% с учетом верхнего предельного значения при механической обработке и получена при одновременной установке верхнего предельного значения величины Wh в [Формуле 1] и верхнего предельного значения (0,342=(Wh-Tf) / Pf) величины (Wh-Tf) / Pf в [Формуле 2] и удалении Tf.
[0052] Таким образом, в случае толщины Tf пластины ребра, составляющей 0,06 мм, механическая обработка ребра возможна и согласованная с вентилятором величина отношения ее теплового излучения превышает 100% по сравнению с известным типом рифленого ребра в пределах диапазона, окруженного кривой линией А и прямой линией В.
[0053] Кроме того, в случае толщины Tf пластины ребра, составляющей 0,16 мм, механическая обработка ребра возможна и согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 100% по сравнению с известным типом рифленого ребра в пределах диапазона, окруженного кривой линией А, прямой линией С, прямой линией D и прямой линией Е.
[0054] Затем, на фиг. 12 и фиг. 13 показаны, в качестве других примеров, аналогичные диапазоны, в которых механическая обработка ребра согласно настоящему изобретению возможна и согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 100% по сравнению с рифленым ребром известного типа при шаге Pf рифленых ребер, составляющих 6,0 мм и 9,0 мм, соответственно.
[0055] Кроме того, [Формула 4] описывает диапазон (Wh-Tf) / Pf, в пределах которого согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 105% по численной формуле, а [Формула 5] выражает нижнее предельное значение высоты Wh выступов и канавок в этом случае.
Figure 00000014
Figure 00000015
,
где
а'=0,004⋅Pf2-0,0694⋅Pf+0,3635
b'=-0,0035⋅Pf2+0,0619⋅Pf-0,5564, и
с'=0,0007⋅Pf2+0,1114⋅Pf+0,2304.
[0056] Кроме того, [Формула 6] описывает диапазон (Wh-Tf) / Pf, в пределах которого согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения превышает 110% по численной формуле, а [Формула 7] выражает нижнее предельное значение высоты Wh выступов и канавок в этом случае.
Figure 00000016
Figure 00000017
,
где
а''=0,0043⋅Pf2-0,0751⋅Pf+0,3952
b''=- 0,0038⋅Pf2+0,0613⋅Pf-0,6019, и
с''=0,0017⋅Pf2+0,1351⋅Pf+0,2289.
[0057] Затем, на фиг. 14 показаны потоки текучей среды в ребре по порядку от сечения А к сечению D от стороны вверх по потоку к стороне вниз по потоку, когда рифленое ребро согласно настоящему изобретению расположено между плоскими трубками, и обеспечивают возможность течения газообразного тела в участок, образованный между поверхностью стенки этого ребра и обращенными друг к другу трубками.
[0058] В этом примере выступы и канавки ребра выполняют перемещение на чертеже от центра направо к h1, h2 и h3 при их перемещении по направлению к стороне вниз по потоку. В связи с этим текучая среда между выступом и канавкой направлена направо на чертеже, отклонена к противостоящему ребру поверхностью трубки с правой стороны, течет влево вместе с потоком от противостоящего ребра, и отклонена к первоначальному ребру поверхностью трубки с левой стороны.
[0059] Вихревой поток образован таким образом, и кроме того, текучая среда в части, отдаленной от ребра, последовательно достигает ребра и переносит теплоту к нему и, таким образом, рабочие характеристики теплообмена улучшены относительно рифленого ребра известного типа.
[0060] В этой связи в рифленом ребре согласно настоящему изобретению, которое показано на фиг.2, также образован тот же самый вихревой поток.
[0061] С другой стороны, хотя на фиг. 15 показаны потоки в соответствующих сечениях рифленого ребра известного типа по фиг. 17, такой упомянутый выше вихревой поток здесь не образован.
Область применения настоящего изобретения
[0062] Это рифленое ребро может быть использовано в различных теплообменниках, таких как радиатор, конденсатор и охладитель системы рециркуляция отработавших газов, и может быть также использовано в случае нагрева или охлаждения газообразного тела, протекающего в это рифленое ребро. Кроме того, вся форма рифленой волны рифленого ребра может быть выполнена в виде любой прямоугольной формы волны, синусоидальной формы волны и трапецеидальной формы волны. Кроме того, выступы и канавки, образованные на поверхности стенки, отличной от вершины и впадины рифленого ребра, могут быть выполнены в виде любой синусоидой волны, треугольной волны, трапецеидальной волны, искривленной формы, их комбинации в их поперечных сечениях.
Позиционные обозначения
1 плоская трубка
2 рифленое ребро
3 поверхность стенки
4 выступ
5 канавка
6 плоская часть
7 припаянная часть
8 вершина
9 впадина
10 пластина коллектора
11 теплообменный элемент
12 резервуар
13 ребро волнового типа
14 плоская трубка
Wh высота выступов и канавок
Wp шаг выступов и канавок
Pf шаг рифленых ребер
Tf толщина пластины ребра
Qf согласованная с вентилятором величина отношения теплового излучения.

Claims (32)

1. Рифленые ребра для теплообменника, размещаемые между плоскими трубками, которые размещены бок о бок отдельно друг от друга, или устанавливаемые в плоской трубке, причем
материалом ребра является алюминий или алюминиевый сплав;
толщина пластины ребра составляет от 0,06 до 0,16 мм и ребро имеет соответствующие поверхности (3) стенки идущей вверх части и идущей вниз части между вершиной и впадиной, которые согнуты в форме волны в продольном направлении ребра;
выступы (4) и канавки (5), имеющие наклон от 10 градусов до 60 градусов относительно поперечного направления ребра и имеющие одно и то же направление, поочередно размещены бок о бок на соответствующих поверхностях (3) стенок; причем
при
установке значения высоты выступов и канавок (внешний размер от впадины канавки до вершины выступа, включая толщину пластины) равным Wh [мм],
установке значения шага выступов и канавок (расстояние от определенного выступа до следующего выступа) равным Wp [мм],
установке значения шага рифленых ребер равным Pf [мм] и
установке значения толщины пластины ребра равным Tf [мм],
рифленые ребра удовлетворяют следующим условиям при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
где
а=0,004·Pf2-0,0696·Pf+0,3642,
b=-0,0036·Pf2+0,0625·Pf-0,5752 и
с=0,0007·Pf2+0,1041·Pf+0,2333.
2. Рифленые ребра для теплообменника по п. 1, которые
удовлетворяют следующим условиям при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000021
Figure 00000022
где
а'=0,004·Pf2-0,0694·Pf+0,3635,
b'=-0,0035·Pf2+0,0619·Pf-0,5564 и
с'=0,0007·Pf2+0,1114·Pf+0,2304.
3. Рифленые ребра для теплообменника по п. 1, которые удовлетворяют следующим условиям при протекании газообразного тела в поперечном направлении ребер,
Figure 00000023
Figure 00000024
где
а''=0,0043·Pf2-0,0751·Pf+0,3952,
b''=-0,0038·Pf2+0,0613·Pf-0,6019 и
с''=0,0017·Pf2+0,1351·Pf+0,2289.
RU2017108458A 2014-09-19 2015-09-15 Рифленые ребра для теплообменника RU2688087C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-191512 2014-09-19
JP2014191512 2014-09-19
PCT/JP2015/077002 WO2016043340A1 (ja) 2014-09-19 2015-09-15 熱交換器用コルゲートフィン

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017108458A RU2017108458A (ru) 2018-10-19
RU2017108458A3 RU2017108458A3 (ru) 2019-03-07
RU2688087C2 true RU2688087C2 (ru) 2019-05-17

Family

ID=55533375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108458A RU2688087C2 (ru) 2014-09-19 2015-09-15 Рифленые ребра для теплообменника

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9995539B2 (ru)
EP (1) EP3196580B1 (ru)
JP (1) JP6543638B2 (ru)
KR (1) KR102391896B1 (ru)
CN (1) CN106716041B (ru)
RU (1) RU2688087C2 (ru)
WO (1) WO2016043340A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106640343A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 潍坊恒安散热器集团有限公司 高效中冷器
US11032944B2 (en) * 2017-09-29 2021-06-08 Intel Corporation Crushable heat sink for electronic devices
JP2019219139A (ja) * 2018-06-22 2019-12-26 株式会社ティラド 熱交換器用コルゲートフィン
CN109944677B (zh) * 2019-03-01 2024-03-01 冀凯河北机电科技有限公司 一种空气发动机用新型发动机翅片
WO2022054963A1 (ja) * 2020-09-14 2022-03-17 株式会社ティラド 熱交換器
CN112414199B (zh) * 2020-11-24 2021-12-03 浙江银轮机械股份有限公司 散热翅片构建方法及相关装置、散热翅片
RU2752444C1 (ru) * 2020-12-09 2021-07-28 Гритчин Владимир Валериевич Профиль конвектора
CN112774391A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 成都易态科技有限公司 换热除尘装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1310011A1 (ru) * 1985-04-03 1987-05-15 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Насадка
JPH10160375A (ja) * 1996-11-25 1998-06-19 Denso Corp 熱交換器
RU2194596C2 (ru) * 1997-01-24 2002-12-20 Алкан Интернэшнл Лимитед Способ производства секции теплообменника на основе алюминия
JP2004060934A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Toyo Radiator Co Ltd 蒸発器
JP2011247539A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 T Rad Co Ltd 熱交換器
JP2013050303A (ja) * 2012-12-10 2013-03-14 Komatsu Ltd コルゲートフィンおよびそれを備える熱交換器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2190736B (en) * 1985-10-14 1989-09-27 Mitsubishi Electric Corp Heat exchanger
WO1987002762A1 (en) * 1985-10-25 1987-05-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat exchanger
JPS63201495A (ja) * 1987-02-17 1988-08-19 Nippon Denso Co Ltd 熱交換器
JPS6431376U (ru) * 1987-08-04 1989-02-27
JPH0415492A (ja) * 1990-05-10 1992-01-20 Mitsubishi Electric Corp 磁石発電機の冷却ファンおよびその製造方法
CA2162051A1 (en) 1994-03-03 1995-09-08 Detlev Gustav Kroger Finned tube heat exchanger
US6339937B1 (en) * 1999-06-04 2002-01-22 Denso Corporation Refrigerant evaporator
JP2002361405A (ja) * 2000-09-25 2002-12-18 Showa Denko Kk 熱交換器の製造方法
JP2002263739A (ja) * 2001-03-12 2002-09-17 Denso Corp コルゲートフィンの製造方法
US20040173344A1 (en) * 2001-05-18 2004-09-09 David Averous Louvered fins for heat exchanger
DE202005009948U1 (de) * 2005-06-23 2006-11-16 Autokühler GmbH & Co. KG Wärmeaustauschelement und damit hergestellter Wärmeaustauscher
JP4756585B2 (ja) * 2005-09-09 2011-08-24 臼井国際産業株式会社 熱交換器用伝熱管
JP2008096048A (ja) 2006-10-13 2008-04-24 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd 排気ガス用熱交換器のインナーフィン
JP2011089664A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 T Rad Co Ltd 熱交換器用コルゲートフィンの製造方法
JP5156773B2 (ja) * 2010-02-25 2013-03-06 株式会社小松製作所 コルゲートフィンおよびそれを備える熱交換器
JP5712777B2 (ja) * 2011-05-10 2015-05-07 日本軽金属株式会社 アルミニウム又はアルミニウム合金からなる熱交換器
US9080819B2 (en) * 2011-10-05 2015-07-14 T.Rad Co., Ltd. Folded heat exchanger with V-shaped convex portions
JP5863463B2 (ja) * 2012-01-06 2016-02-16 三菱重工業株式会社 熱交換器
WO2014077316A1 (ja) * 2012-11-15 2014-05-22 国立大学法人東京大学 熱交換器
WO2014077318A1 (ja) * 2012-11-15 2014-05-22 国立大学法人東京大学 熱交換器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1310011A1 (ru) * 1985-04-03 1987-05-15 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Насадка
JPH10160375A (ja) * 1996-11-25 1998-06-19 Denso Corp 熱交換器
RU2194596C2 (ru) * 1997-01-24 2002-12-20 Алкан Интернэшнл Лимитед Способ производства секции теплообменника на основе алюминия
JP2004060934A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Toyo Radiator Co Ltd 蒸発器
JP2011247539A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 T Rad Co Ltd 熱交換器
JP2013050303A (ja) * 2012-12-10 2013-03-14 Komatsu Ltd コルゲートフィンおよびそれを備える熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170063543A (ko) 2017-06-08
RU2017108458A (ru) 2018-10-19
WO2016043340A1 (ja) 2016-03-24
CN106716041B (zh) 2019-02-15
RU2017108458A3 (ru) 2019-03-07
JPWO2016043340A1 (ja) 2017-07-13
US9995539B2 (en) 2018-06-12
EP3196580B1 (en) 2018-08-29
KR102391896B1 (ko) 2022-04-27
CN106716041A (zh) 2017-05-24
EP3196580A4 (en) 2018-04-18
US20170284748A1 (en) 2017-10-05
EP3196580A1 (en) 2017-07-26
JP6543638B2 (ja) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2688087C2 (ru) Рифленые ребра для теплообменника
JPWO2016043340A6 (ja) 熱交換器用コルゲートフィン
US20200217596A1 (en) Fin Body For A Heat Exchange Tube
JP2008232592A (ja) 熱交換器
KR20150043388A (ko) 열교환기 인서트
EP3104111A1 (en) Streamline wavy fin for finned tube heat exchanger
WO2011096324A1 (ja) 熱交換器
JP2015227770A (ja) 熱交換器および熱交換器用オフセットフィン
KR101685795B1 (ko) 열교환 유닛
EP3318832B1 (en) Inner fin for heat exchanger
JP6206975B2 (ja) 熱交換器
CN105202955A (zh) 一种外部设置翅片的热管
US20160252311A1 (en) Wavy Fin Structure and Flat Tube Heat Exchanger Having the Same
JP6206976B2 (ja) 熱交換器
US11506457B2 (en) Header plateless type heat exchanger
CN105333758A (zh) 一种直角内翅片热管
JP6567536B2 (ja) 熱交換器用コルゲートフィン
McNab et al. Numerical modelling of heat transfer and fluid flow over herringbone corrugated fins
JP2017048948A (ja) コルゲートフィン型熱交換器コア
KR20170037189A (ko) 파형 핀
JP2019219139A (ja) 熱交換器用コルゲートフィン
CN115127366A (zh) 热交换器和热交换器的制造方法
KR101977797B1 (ko) 열교환기
CN114061332A (zh) 换热翅片布局方法及换热器
KR200427424Y1 (ko) 열교환기용 방열핀