SU1121579A1 - Поверхность теплообмена - Google Patents

Abstract

1. ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, содержаща  плоские параллельные пластины , между которыми размещены волнообраэ1ше перфорированные вставки, образуккцие каналы переменного сечени , отличающа с  тем, что. с целью интеисйфикацни теплообмена и повышени  эксплуатационной надежности , вставки установлены с зазором относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перем цений в поперечном направлении , а концевые участки вставок выполнены пр молинейными и имеют отверсти , через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрирующий стержень, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении. 2. Поверхность теплообмена по п.1, отличающа с  тем, что перфорации во вставках выполнены в виде пр моугольных щелей, разделенных перемычками, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

Description

/0

S

Фие. 1

Изобретение относитс  к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках в системах принудительного жидкостного охлаждени , примен емых дл  обеспечени  тепловых режимов электронной аппаратуры, рассеивающей значительные мощности.

Известна поверхность теплообмена, содержащ а  плоские параллельные пластины и каналы, образованные продольным , ребром, имеющим выступы и впадины , и внутренними поверхност ми плоских стенок 13.

Однако эта поверхность обладает невысокой эксплуатационной надежностью и ограниченными эксплуатационными возможност ми, так как возможны поломки, св занные с температурными удлинени ми корпуса трубы и внутренних ребер.

Известна поверхность теплообмена, содержаща  плоские параллельные пластины, между которыми размещены волнообразные перфорированные вставки , образующие каналы переменного сечени  21.

Однако интенсивность, теплообмена недостаточна ввиду того, что в  дре потока наблюдаютс , наивысшие значе- нк  турбул.ентной проводимоста а наименьише .значени  градиента темпера тур по нормали к стенке ,канал.а .к наименьшие .значени  плотности.теплового потока .теплоносител . ...

Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена и повышение, эксплуатационной надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в прйерхности теплообмена, содержащей плоские параллельные пластины , между которыми размещены волнообразные перфорированные вста.вки, образующие кана.лы переменного сечени , вставки установлены с зазором. относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перемещений в поперечном направлении , а концевые участки вставок выполнены пр молинейными и имеют отверсти , через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрирующий стержень, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении.

Перфорации во вставках могут быть выполнены в виде пр моугольных щелей разделенных перемычками, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

На фиг. 1 изображена поверхность теплообмена, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1 с частичным вырывом; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, вариант с ограничител ми перемещений в поперечном направлении в виде продольных ребер; на фиг. 4 - вариант с ограничител ми перемещений в поперечном направлении в виде изгибов на стержн х; на фиг. 5 - вариант с ограничител ми перемещений в поперечном направлении в виде втулок.

Поверхность теплообмена содержит плоские параллельные пластины I и 2, между которыми размещены с зазором с возможностью свободных колебаний волнообразные перфорированные вставки 3, образующие каналы переменного профил  и имеющие ограничители перемещений в поперечном направлении, которые могут быть выполнены либо в виде продольных ребер 4, выполненных на пластинах 1 и 2, либо в виде изгибов 5 на центрирующих стержн х б, либо в виде втулок 7, закрепленных на центрирующих стержн х 6. Концевые участки 8 вставок 3 выполнены пр молинейными и имеют отверсти  9, через которые по крайней мере на одном из концевых участков 8 пропущен центрирующий стержень 6, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении. Перфорации 10 во вставках 3 выполнены в виде прнмоугольннх щелей, разделенных перемычками 11, расположенными по оси 12 волцы соответствующей вставки .

Устройство работает следующим образом.

При. протекании теплоносител  между пластинами.1 и 2 механизм процест са интенсификации теплообмена.в .каналах заключаетс  в том,.что на диффузорно-гконфузорных участках л:енерируютс  .вихревые системы.. Так как кажда вставка 3 перфорирована,.то диффузорно-конфузорные участки располагаютс  только в пристенных сло х, т.е. вблизи пластин 1 и 2, Поэтому вихревые системы располагаютс  в пристенных сло х теплоносител . Это приводит к резкому увеличению турбулентной в зкости и проводимости в этих сло х, а также градиента температур и плотности теплового потока. В результате значительно увеличиваетс  значение коэффициента теплоотдачи от теплоносител  к пластинам 1 и 2. В то же врем  дополнительна  энерги  с помощью тур булизаторов к потоку теплоносител  в его  дре не подводитс . При этом гидродинамическа  структура в  дре потока в каналах во всем рабочем диапазоне режимов течени  теплоносител  остаетс  такой же, как и в

.подобном, но гладком канале.

Кроме того, существенный вклад в интенсификацию теплообмена в пристенных с;1о х течени  теплоносител  внос т колебани  вставок 3. Возможность колебаний обеспечиваетс  установкой вставок 3 с зазорг1ми относительно пластин 1 и 2, а также размещением

ПО крайней мере одного из пр молинейных концевых участков 8 каждой вставки 3 на одном из центрирующих

стержней 6. Установка вставок 3 с зазорами относительно пластин 1 и 2 обеспечивает не только их колебани , но и позвол ет п|редотвратить возможность поломок св занных с температурными деформаци ми, а также использовать различные материалы дл  изготовлени  пластин 1 и 2 и вставок 3. Это позвол ет существенно повысит надежность в работе и расширить эксплуатационные возможности конструкцин .

При работе с теплоносител ми, содержащими взвешенные микрочастицы, турбулизаци  пристенных слоев преп тствует осаждению на стенках каналов этих частиц в виду того, что они у стенок наход тс , в поле действи  центробежных сил, котоЕие способствуют их выносу через слой смешени 

в  дро потока с последующим выбросом вместе с основным потоком из трубы. Колебани  вставок 3 также преп тствуют осаждению частиц. Все это позвол ет исключить по вление осадка на пластинах 1 и 2, который снижает надежность и увеличивает термическое сопротивление,

использование предлагаемой поверхности теплообмена позволит существенно интенсифицировать теплообмен за счет активной турбулизации пристенного сло  теплоносител  и свободных колебаний вствки, повысит эксплуатационную надежности вследствие предотвращени  поломок, св - за{)ных.с температурными деформаци ми , и .исключить по вление осадка на пластинах.

Т

ЗФЕ

i

Фик.2

Claims (2)

1. ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, содержащая плоские параллельные пластины, между которыми размещены волнообразные перфорированные вставки, образующие каналы переменного сечения, отличающаяс что.

с целью интенсификации теплообмена и повышения эксплуатационной надежности, вставки установлены с зазором относительно пластин с возможностью свободных колебаний и имеют ограничители перемещений в поперечном направлении, а концевые участки вста вок выполнены прямолинейными и имеют отверстия, через которые по крайней мере на одном из концевых участков пропущен центрирующий стержень, служащий ограничителем перемещений в продольном направлении.

2. Поверхность теплообмена по п.1, отличающаяся тем, что перфорации во вставках выполнены в виде прямоугольных щелей, разделен ных перемычками, расположенными по оси волны соответствующей вставки.

Фие. 1