ПЛАСТИНА ТЕПЛООБМЕННИКА ПЛАСТИНЧАТОГО

Предлагаемая полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована как элемент теплообменника пластинчатого, посредством которого происходит теплообмен между рабочими средами, омывающими пластину по обеим сторонам.
Аналогом предлагаемой пластины можно считать пластину, описанную в патенте РФ №2110030, МПК F28D 9/00, опубликованном 27.04.1998 и входящую в состав пластинчатого теплообменника для теплообмена между двумя жидкостями при разных больших расходах.
Признаки данной конструкции пластины, общие с предлагаемой конструкцией пластины, следующие:
форма пластины - прямоугольная;
входные и выходные отверстия для соответствующих жидкостей, выполненные в угловых частях;
теплообменную часть, расположенную посередине между соответствующими входными и выходными отверстиями;
две распределительные части, расположенные между теплообменной частью и соответствующими входными и выходными отверстиями, созданными для распределения соответствующих двух жидкостей по ширине пластины;
выдавленный рисунок в форме выступов и впадин.
Недостатками аналога являются: неравномерность гидродинамических потерь по ширине пластины при течении рабочей среды от входного отверстия к основной теплообменной части, как следствие - неравномерность теплообмена между рабочими средами по ширине пластины, что уменьшает теплообменную эффективность пластины в целом.
Известна конструкция пластины, принятая за прототип и описанная в патенте РФ №2351866, МПК F28F 3/00, опубликованном 10.04.2009.
Признаки данной конструкции пластины, общие с предлагаемой конструкцией пластины, следующие:
основная теплообменная часть, расположенная между двумя распределительно-коллекторными частями;
отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей;
рифления для расположения герметизирующих прокладок;
рифления теплообменной части;
рифления распределительно-коллекторных частей;
рифления вблизи отверстий.
Недостатками прототипа являются: недостаточно выровненные по ширине пластины гидродинамические потери при движении рабочей среды по распределительно-коллекторной части, как следствие - неравномерность отложений осадков рабочих сред по ширине пластины и недостаточно высокая эффективность теплообмена между рабочими средами.
Прототип - пластина с переменным шагом рифлений в распределительно-коллекторной части не обеспечивают достаточную равномерность гидродинамических параметров на входе в основную теплообменную часть, что приводит к интенсивному выпадению на поверхность пластины отложений из рабочих сред в части пластины со стороны длинных широких каналов распределительно-коллекторной части.
Неравномерность выпадающих отложений приводит к нарушению картины течения рабочих сред по пластине и, как следствие, к интенсивному увеличению застойной зоны, уменьшающей эффективность теплообмена между средами и существенно сокращающей межремонтный цикл по очистке пластины.
Задача полезной модели - увеличить теплообмен между рабочими средами и увеличить межремонтный цикл теплообменников пластинчатых, элементами которого является полезная модель.
Технические результаты полезной модели: выравнивание по ширине пластины гидродинамических потерь при движении рабочей среды и, как следствие, уменьшение степени отложений загрязнений на поверхности пластин, приводящее в процессе работы теплообменника к повышению эффективности теплообмена между средами и увеличению межремонтного цикла.
Технические результаты достигаются тем, что пластина теплообменника пластинчатого, включающая основную теплообменную часть, расположенную между распределительно-коллекторными частями, служащими для обеспечения притока и оттока рабочих сред, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления основной теплообменной части, рифления вблизи отверстий и рифления распределительно-коллекторных частей с увеличивающимся шагом от наименьшего пути движения рабочей среды до наибольшего пути движения рабочей среды по каналам между рифлениями, при этом рифления распределительно-коллекторных частей с увеличением их длины выполнены с плавными обводами и с уменьшением их ширины, кроме этого в наиболее длинных каналах, образованных этими рифлениями, выполнены переходы с увеличением глубины каналов на всю глубину пластины.
Предлагаемая конструкция полезной модели представлена на фиг. 1 - общий вид пластины пластинчатого теплообменника.
На фиг. 2 представлена схема рифления распределительно-коллекторной части пластины пластинчатого теплообменника.
Пластина пластинчатого теплообменника, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, включает основную теплообменную часть 1, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями 2 и 3, и отверстия 4, 5, 6 и 7, расположенные в угловых частях 8, 9, 10 и 11 распределительно-коллекторных частей соответственно, рифления 12 для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части 13, рифления с изменяющимися шагами распределительно-коллекторных частей 14 и 15, рифления вблизи отверстий 16 и каналы 17, образованные рифлениями распределительно-коллекторных частей. Рифления распределительно-коллекторных частей 14 и 15 выполнены переменной ширины, а наиболее длинные - с плавными обводами, кроме того наиболее длинные каналы на выходе имеют увеличение по глубине.
Пластина теплообменника работает следующим образом:
элементарные объемы рабочих сред, двигаясь от отверстия 5 (фиг. 2) по узкому каналу 17.1, испытывают повышенное сопротивление движению за счет уменьшения сечения канала, ограниченного широкими рифлениями и нижней поверхностью широких каналов ответной пластины, устанавливаемой сверху при сборке теплообменника (ответная пластина устанавливается с поворотом на 180°);
элементарные объемы рабочих сред, двигаясь от отверстия 5 (фиг. 2) по широкому каналу 17.2, испытывают гидродинамические потери, вызванные длиной пути, которые минимизируются увеличенным, по сравнению с более узким каналом, сечением протока, плавностью изгибов канала и подпиткой рабочей средой из смежных каналов по широким рифлениям накладываемой сверху пластины.
Подпитка каналов по широким рифлениям ответной пластины приводит к увеличению турбулентности потока в канале, что обеспечивает повышение эффективности теплообмена и уменьшает степень отложений на входе в основную теплообменную часть пластины.
Изготовление пластины для теплообменника пластинчатого может быть осуществлено из известных материалов, например из металлов, известными способами, например штамповкой.