ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

разделенных между собой стенкой пластин. На каждой из пластин выполнены каналы в виде гофр , а между смежными пластинами в периферийной зоне установлены разделительные прокладки , которые одновременно выполняют роль герметика, не позволяющего утечку жидкости из теплообменника. Каналы на пластинах выполнены-, - образной формы по ширине пластин и представляют ряд чередующихся между собой параллельных выступов и впадин определенной глубины. При этом толщина прокладок выполнена больше суммарной величины выступов и впадин каналов двух смежных пластин. Вершина каналов на пластинах выполнена на продольной оси пластины. ( см. описание к А.С. № 1043463, СССР, по кл. F 28 D 9/00 за 1983 г.)
Недостатком этого теплообменника является низкий КПД передачи тепловой энергии из-за того, что поток энергоносителей, как горячего так и холодного движется не по каналам а между ними в поперечном направлении. Таким образом, большая часть потока энергоносителей проходит в центральной части полости между пластинами и не отдает или принимает тепло. Кроме того, .внутрь теплообменника вводится дополнительно псевдоожижаемого материала. который требует значительных размеров полости между пластинами. Кроме того, в этом теплообменнике отсутствует разделения потока в каждой полости между пластинами для возникновения турболентного движения жидкостей, что так же снижает интенсифицировать теплообмен.
Технической задачей предлагаемого теплообменника является повышение КПД передачи энергии и исключения образования отложений на стенках каналов за счет разложения потоков жидкости и образования вихревых потоков по длине каналов пластин.
Указанная задача достигается тем, что в пластинчатом теплообменнике содержащем пакет попарно соединенных пластин с двусторонними сфероидальными выступами и впадинами в поперечном направлении и У образной формы по ширине пластин, с вершиной пересечения не продольной оси пластины , впускные и выпускные окна под жидкие
энергоносители на каждой пластине и уплотнительная прокладка между
каждыми двумя смежными пластинами, установленная за периферией
каналов пластин, между вершинами сфероидальных выступов двух
смежных пластин выполнен гарантированный зазор по всей рабочей площади пластины, а вершина каналов пластин расположена в сторону удаления жидкого энергоносителя , причем ширина гарантированного
зазора выполнена по большей мере равной 1/5 диаметра канала, а переход
от выступов к впадинам, вдоль пластины, выполнен плавным. На фиг.1 - изображен схематично пластинчатый теплообменник,
выполненный в соответствии с предлагаемым решением. Нафиг.2 - сечение по А. А фиг. 1. На фиг. 3 - сечение по Б-Б фиг. 2. На фиг.4 - сечение по В-В фиг.2 Теплообменник содержит вертикальные пластины 1, соединенные в
пакет через уплотнительные прокладки 2 и расположенные между
о м
плитами 3, 4 и все вместе плотно прижаты друг к другу с помощью стяжных болтов 5. Каждая из пластин снабжена впускными б , 7 и
выпускными 8, 9 окнами в. периферийной зоне, а в средней части, выполнены каналы 10, 11 в виде гофр с выступами 12 и впадинами 13,
чередующиеся по длине пластины 1. Между выступами 12 смежных пластин в пакете выполнен гарантированный зазор 14 , а вершина 15
i&
в
горячей жидкости, а по каналам 11 , циркулирует поток 20 холодной жидкости.
Сборка теплообменника осуществляется следующим образом. Плита 3 ложится своей наружной поверхностью на опору и в отверстия вставляются болты 5. После этого в канавку плиты укладывается прокладка 2 и нежнее ложится пластина 1, таким образом, что выступ ее канавки упирался в тело прокладки 2. Затем В канавку уложенной пластины 1 укладывается новая прокладка 2 и устанавливается новая пластина 1. Таким образом собирается весь пакет пластин, а на последнюю укладывается плита 4 и стягиваются между собой болтами 5 до полной герметизации каналов 10 и 11 в их периферийной зоне. На этом сборка теплообменника заканчивается него устанавливают на рабочее место.
Работа предлагаемого пластинчатого теплообменника осуществляется следующим образом. Теплообменник отверстиями 17 и 18 на плитах 3 и 4 соединяется с системами подачи и отвода жидких сред, одна из которых горячая, а другая холодная. После подсоединения теплообменника к системам открываются задвижки и начинается работа теплообменника. Из отверстий 17 плиты 3 через окна б в межпластинное пространство сверху начинает поступать горячая жидкость, заполняет- его и через окна В и отверстия 17 отводится от теплообменника. Одновременно с этим в смежную полость , расположенную по другую сторону пластины 1 через отверстия 18 плиты 4 и окна подается холодная жидкая среда, которую необходимо нагреть, путем передачи тепла от горячей жидкой среды, находящейся за телом пластины 1. Заполнив все пространство между пластинами холодная среда удаляется из теплообменника через окна 9 и выпускными отверстиями 18 плиты 4. Такое распределение потоков жидкости осуществлено с чередованием через один с последующим их
соединением в общий поток обеспечивает более интенсивную теплопередачу. Внутри полости за счет имеющегося гарантированного зазора 14 поток горячей среды делится на два потока, один из которых движется по направлению каналов 10 более медленно , а другой поток движется через зазор вниз вдоль пластины 1. В другой полости с холодной средой происходит аналогичное действие, т.е. большая часть потока движется по каналам 11 по ширине пластин, а меньшая часть потока через аналогичный зазор 14 движется вдоль пластины вниз. Двигаясь по каналам 10 горячая среда нагревает стенку пластин 1 , а среда находящаяся на противоположной стороне нагревается от пластины 1 и охлаждает ее. Этот процесс происходит непрерывно и оба потока не соприкасаются друг с другом при работе теплообменника.
Разделив общий поток жидких сред в полости между пластинами 1 теплообменника позволяет в горячей среде поддерживать постоянную температуру как на входе так и на выходе за счет поступления в больший и уже отдавший свое тепло поток горячей среды и тем самым увеличить теплопередачу. Кроме того, пройдя зазор 14 жидкая среда имеет большую
скорость и заставляет в каналах 10 жидкую среду интенсивно
перемешиваться , что приводит к более интенсивному теплоотдачи. Холодная жидкая среда в соседнем канале движется аналогичным образом , что и горячая и тем самым интенсивнее нагревается.
Деление потоков на части непосредственно внутри теплообменника позволяет повысить кпд теплопередачи на 5-10%, полностью исключить образование отложений на внутренней поверхности каналов , обеспечив
при этом самоочищение пластин в процесс эксплуатации. Кроме того ,
выступающих частей пластин друг с другом позволяет повысить надежность и увеличить срок службы теплообменникова по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками на 30-50%.
Инженер -патентовед
И.Д.Плеханов