SU1161810A1

SU1161810A1 - Пакет пластинчатого теплообменника

Info

Publication number: SU1161810A1
Application number: SU833676228A
Authority: SU
Inventors: Валентин Петрович Алексеев; Александр Александрович Сотников; Валентин Арсентьевич Веселов; Илья Владимирович Горенштейн
Original assignee: Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности; Научно-Исследовательский Институт Технологии Криогенного Машиностроения
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-06-15

Abstract

1. ПАКЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕ .ПЛООБМЕННИКА, содержащий перфорированные пластины, перфорации которых расположены со смещением в смежных пластинах и объединены в группы, ограниченные рамками, с образованием каналов дл рабочих сред, отличающийс тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышени компактности, перфорации в каждом канале имеют эквивалентный диаметр, равный ширине этого канала , и расположены с шагом, составл ющим 1,25-2 ширины канала, при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах, составл ющем 0,25-0,5 их.шага в канале. 2. Пакет поп.1, отличающий с тем, что участки пластин между смежными перфораци ми в каж (Л дой группе отогнуты на угол 1-6 от плоскости пластин.

Description

О)

00

Изобретение относитс к теплообменным устройствам, конкретно, к пакетам рекуперативных пластинчатых теплообменников и может быть применено при создании эффективной теплообменной аппаратуры в криогенной и холодильной технцре, энергетике и других отрасл х машиностроени .

Известен теплообменник, содержащий -пакет из р да пластин с группами отверстий, разделенных в радиальном направлении уштотнительными кольцами, образующими каналы дл теплообменивающихс потоков l .

Однако в данном теплообменнике необходимо применение специальных разделительных колец, кроме того, он характеризуетс недостаточными эффективностью теплообмена и компактностью .

Известен пакет пластинчатого теплообменника , содержаний перфорированные пластины, перфорации которых расположены со смещением в смежных Пластинах и объединены в группы,огра ниченные рамками, с образованием каналов дл рабочих сред СЮ

Недостатками этого канала вл ютс относительно невысокие интенсивность теплообмена и компактность.

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена и повышение надежности.

Эта цель достигаетс тем, что в пакете пластинчатого теплообменника, содержащем перфорированные пластины, перфорации которых расположены со смещением в смежных пластинах и объединены в группы, ргран ченпые рамками , с образованием каналов дл рабочих сред, перфорации в каждом канале имеют эквивалентный диаметр, равный ширине этого канала, и расположены с шагом, составл ющим 1,25-2 ширины канала, при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах, составл ющем 0,25-0,5 их шага в канале .

Причем участки пластин между смежными перфораци ми в каждой группе отогнуты на угол 1-6 от плоскости пластин.

На фиг.1 схематически изображен пакет; на фиг.2 - продольное сечение канала пакета, перфорации в котором имеют шаг, равный 1,33 ширины канала при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах, равном 0,33 их шага в канале; на фиг.З - то же.

с перфораци ми имеющими шаг, равный 1,5 ширины канала при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах равном 0,33 их шага в канале; на (1ИГ.4 - то же, с шагом перфораций , равном удвоенной ширине канала при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах, равном 0,25 их шага в канале на фиг.5 пакет с кольцевыми каналами; на фиг.6 - развёртка по осевому сечению одного из кольцевых каналов пакета, перфорации в котором имеют шаг, равный 1,33 ширины канала при рассто ни между центрами перфораций в смежных пластинах, равном 0,33 их шага в канале; на фиг.7 - то же, с перфораци ми , имеюо(ими шаг, равный 1,5 ширины канала при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах равном 0,4 их шага; на фиг.8 - развертка по осевому сечению одного из кольцевых каналов пакета с отогнутьми участками пластин между перфораци ми на фиг.9 - то же, с отогнутыми участками пластин пакета между перфораци ми , имеющими шаг, ранвый 1,6 ширины канала, при рассто нии между центрами перфораций в смежньпс пластинах, равном 0,5 их шага; на фиг. 10 - фраг мент пакета, пластины которого имеют различную форму перфораций.

Пакет содержит перфорированные пластины 1-3, перфорации 4 и 5 которых расположены со смещением в смежных пластинах 1-3 и объединены в группы, ограниченные рамками 6, с образованием каналов 7 и 8 дл рабочих сред, причем рамки 6 образуют стенки каналов 7 и 8. Перфорации 4 и 5 в каждом канале 7 или 8 имеют эквивалентньй диаметр, равный ширине этого канала, и расположены с шагом, составл ющим 1,25-2 пгирины канала 7 или 8 при рассто нии между центрами перфораций 4 и 5 в смежных пластинах 1- 3, составл ющем 0,25-0,5 их шага в канале 7 или 8. При этом участки 9 и 10 пластины 1-3 между перфораци ми 4 и 5 в каждой группе отогнуты на угол 1-6 от плоскости пластины 1-3 и могут иметь ширину, составл ющую 0,25-1 диаметра отверстий 4 и 5.

При расположении, например, перфораций 5 в канале 8 пакета с шагом, равньм 1,33 ширины канала 8, и рассто нии между центрами перфора3

НИИ 5 в смежных пластинах 1-3, равном 0,33 их шага, в канале 8 ширина участков 10 между перфораци ми5 составл ет 0,33 их диаметра.

В первых трех пластинах 1-3 по высоте пакета перфорации 5 смещены одна относительно другой влево, затем в двух последующих пластинах 2 и 1 вправо, потом снова влево и т.д. При этом участки 10 расположены ступенчато по высоте канала 8 между перфораци ми 5 с образованием в этом канале 8 извилистых проточных трактов 11. Вследствие того, что ширина участков 10, вл ющихс оребреиием стенок канала 7, меньше рассто ни между центрами перфораций 5 в смежных пластинах 1тракты 11 канала 8 сообщены между собой. Суммарна поверхность участков 10 ореб.рени стенок канала 8 относительно велика при их ширине, превьш1ающей 0,25 диаметра перфораизнй 5. При уменьшении ширины участков 10 до 0,25 диаметра перфораций 5 поверхность их уменьшаетс настолько значительно, что вли ние этих участков 10 на теплорбмен становитс неэффективным.

Рассто ние между ближайшими по высоте пакета участками 10 составл ет в данном случае 1 -3 толщины пластин 1,2 и 3, причем пластины 1 -и 2 вьтолнены разнотипными, а пластина 3 аналогична пластине 1, однако уст-ановлена по отношению к ней реверсивно.

При выполнении пакета из пластин 12-14, перфорации 15 в кбторых расположены с шагом, составл ющим 1,5 ширины канала 8, а рассто ние между центрами перфораций 15 в смежных пластинах 12-14 составл ет 0,33 шага перфораций 15, ширина участков 16 между ними равна 0,5 их диаметра В этом случае извилистые тракты 17 канале 8 изолированы друг от друга, теплообменна поверхность увеличена а свободное пространство внутри канала 8 соответственно уменьшено.

При выполнении пакета из пластин 18-20, перфорации 21 в которых распложены с шагом, равным удвоенной ширине канала 7, а рассто ние между центрами перфораций 21 в смежных пластинах 18-20 составл ет 0,25 шага перфораций 21, ширина участков 22 между ними равна их диаметру. В

618104

этом случае уменьшаетс как свободное пространство канала 8, так и его теплообменна поверхность, поскольку участки 22 частично перекрьтают друг 5 друга в смежных пластинах 18-20. Извилистые тракты 23 при этом один относительно другого изолированы более надежно, чем целесообразно при работе со средами, имеющими высокое

to давление.

Дальнейшее увеличение ширины участ ков 22 нецелесообразно, так как при превьш1ении ими диаметра перфораций 21 значительно уменьшаетс как своt5 бодное пространство в канале 8, так и обща поверхность участков 22, вл ющихс в канале 8 теплообменной поверхностью . Нецелесообразно также и уменьшение межцентрового рассто ни

20 между перфораци ми 21 в смежных пластинах 18-20, так как оно станет меньшим 0,25 шага перфораций 21, неоправданно возрастет поверхность контакта участков 22 и тем самым снизитс их

25 теплообменна поверхность.

При выполнении пакета из круглых пластин 24-26 с кольцевыми каналами 8, перфорации 27 в которых расположены с шагом, равным 1,33 ширины каJQ налов 8, а рассто ние между центрами перфорации 27 в смежных пластинах 24-26 составл ет 0,33 шага перфораций 27, ширина участков 28 между ними равна 0,33 их диаметра. Перфо-рации 27 в низком пакете смещены в

5 одном направлении с образованием спиральных проточек трактов 29. Рассто ние между ближайшими по высоте участками 28 равно двум толщинам

. пластин 24, 25 или 26. Проточные тракты 22 сообщены между собой при .ширине участков 28, не превьштающей 0,5 диаметра перфораций 27, и изолированы при ширине участков 28,

, превьшающей диаметр перфораций 27. Пакет может быть образован из двух типов пластин 24 и 25, однако количество пластин 24 и 25, которые установлены в пакете реверсивно, при д ЭТОМ ДОЛЖНО быть вдвое больше количества пластин 24 или 25, установленных нереверсивно.

При выполнении пакета из круглых пластин 30-34 или при реверсивной 5 установке пластин 30-32 с кольцевыми каналами 8, перфорации 35, в которых расположены с шагом, равным 1,5 ширины канала 8, а рассто ние 51 между центрами перфораций 35 в смежных пластинах 30-34 составл ет 0,4 их шага, ширина участков 36 между ними равна 0,5 их диаметра. В этом случае участки 36 расположены ближе к центрам перфораций 35, вследствие чего рассто ние между ближайшими по высоте пакета участками 36 сокращаетс до одной-двух толщин пластин 30-34, В таком пакете спиральные тракты 37 расположены под меньшим углом плоскости поперечного сечени пакета и сообщены между собой. При вьтолнении пакета из пластин 38 и 39 с перфораци ми 40 участки 4 между ними могут быть отогнуты в одну сторону на угол 1-6° от плоскости пластин 38 и 39, При вьтолнении пакета из пластин 42 и 43 с отогнутьп и участками 44 между перфораци ми 45, имеющими шаг, равный 1,6 ширины канала 8, при рассто нии между центрами перфораций в смежных пластинах 38 и 39, равном 0,5 их шага, ширина участков 44 равна 0,6 их диаметра. В этом случае участки 44 расположены напротив центров перфораций 45 и рассто ние между,этими участками 44 равно толщине пластин 38 и 39. Пакет может быть выполнен из плас тин 46, перфорации в которых могут 0 . 6 быть выполнены круглыми 47, пр моугольными 48 со скругленными углат ми, с параболическими кромками 49 и многоугольными 50 с соответствующими участками 51-54 пластин 46 между ними. Пакет работает следующим обпазом . При прохождении по каналам 7 и 8 рабочих сред последние обмениваютс между собой теплом через участки 9 и 10 пластин 1-3 и стенКи каналов 7 и 8, образованные рамками б.Теплообмен при этом интенсифицируетс за счет участков 9 и 10, вл ющихс оребрением каналов 7 и 8, а также за счет многократного изменени направлени движени в извилистых и спиральных трактах 11, 17, 23 и 29. Компактность пакета при этом повышаетс за счет того, что кажда из его пластин вл етс одновременно теплопроводным и разделительным элементом . Кроме того, в результате воз-мржности варьировани геометрически- ми параметрами пакета, последний может быть использован в шйроком диапазоне давлений рабочих сред с оптимальной теплоэнергетической эффективностью .

Фиг 2

11

Фиг. J /J 22 22 22 21 // Jc 21 t-f f Фи1. 6

27

27 /7 27 /7 / /( ( / / / / / / «5

Фиг. 9 JfS

48 if8 4(9

52 52

/ / / I I

Л S S4- so 50 50

I I I

Фиг. 10

Claims

. 1. ПАКЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА, содержащий перфорированные пластины, перфорации кото рых расположены со смещением в смежных пластинах и объединены в группы, ограниченные рамками, с образованием каналов для рабочих сред, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения компактности, перфорации в каждом канале имеют эквивалентный диаметр, равный ширине этого кана ла, и расположены с шагом, составляющим 1,25-2 ширины канала, при расстоянии между центрами перфораций в смежных пластинах, составляющем 0,25-0,5 их шага в канале.
2. Пакет по п.1, отличающийся тем, что участки пластин между смежными перфорациями в каждой группе отогнуты на угол 1-6* от плоскости пластин.