本發(fā)明涉及一種用于板式換熱器的人字形板片的波紋結(jié)構(gòu)，屬于換熱器板片技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

換熱器作為傳遞熱量的通用設(shè)備，在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。板式換熱器因其高效、緊湊及優(yōu)異的傳熱性能，在石油化工、動(dòng)力、余熱回收、制冷與暖通、醫(yī)藥、食品加工等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

板式換熱器是由若干組板片組合而成，通常采用如圖1所示的人字形板片，該板片包括換熱區(qū)2，換熱區(qū)2的兩側(cè)分別為左導(dǎo)流區(qū)1和右導(dǎo)流區(qū)3，左側(cè)設(shè)有第一角孔7和第二角孔6，右側(cè)設(shè)有第三角孔4和第四角孔5。各板片按照一定的順序組合，換熱器工作時(shí)，流體從第四角孔5進(jìn)入右導(dǎo)流區(qū)3，然后經(jīng)過(guò)換熱區(qū)2進(jìn)入左導(dǎo)流區(qū)1，最后在第一角孔7匯合流入下一組板片。同時(shí)另一種流體經(jīng)過(guò)第二角孔6進(jìn)入到換熱區(qū)2的另一側(cè)，經(jīng)過(guò)換熱后經(jīng)第三角孔4流到下一組板片。

換熱區(qū)2也稱(chēng)波紋區(qū)，該區(qū)內(nèi)設(shè)置有人字形的波紋。傳統(tǒng)人字形板片的波紋結(jié)構(gòu)如圖2所示，波紋的法向截面形狀為梯形，相鄰波紋之間采用相同的周期，各波紋的波峰高度一致。雖然采用人字形板片的板式換熱器換熱效果好，但傳統(tǒng)人字形板片的波紋造成相對(duì)較大的流動(dòng)阻力，使得流量分配不均，影響了板式換熱器綜合性能的進(jìn)一步提高和應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有人字形板片存在的不足之處，提供一種具有復(fù)合波紋的換熱裝置，該板片可以減小流動(dòng)過(guò)程中的阻力，強(qiáng)化換熱效果，使板式換熱器的綜合性能得到進(jìn)一步提高。

本發(fā)明型的具有復(fù)合波紋的換熱裝置，采用以下技術(shù)方案：

該人字形板片的復(fù)合波紋，是在大波紋的波峰上設(shè)置一個(gè)凹槽，使大波紋上形成前后兩個(gè)小波紋，相鄰大波紋的波谷上設(shè)置一個(gè)同樣的小波紋，各個(gè)小波紋的波高一樣，小波紋的波高為大波紋波高的六分之一至三分之二，大波紋和小波紋的波紋傾角一致，均為40°-64°。

小波紋的波峰高度為大波紋波峰高度的三分之一時(shí)，換熱器的綜合性能最佳。

上述板片的波紋為大小波紋復(fù)合結(jié)構(gòu)，大小波紋的阻擋作用使介質(zhì)流動(dòng)方向改變并加速運(yùn)動(dòng)，在流動(dòng)方向上產(chǎn)生二次流，導(dǎo)致介質(zhì)在凸起與凹槽內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生二次漩渦，二次漩渦的產(chǎn)生強(qiáng)化了傳熱，并且大波紋與小波紋的組合減小了流體流動(dòng)對(duì)板片的正面強(qiáng)烈沖刷，避免較大漩渦的產(chǎn)生，以及局部流速的急劇增加，從而有效降低流動(dòng)阻力。

本發(fā)明在大波紋上增加前后兩個(gè)小波紋，不僅強(qiáng)化傳熱效果，而且減小了阻力，使板式換熱器的綜合性能得到進(jìn)一步提高。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有板式換熱器的人字形板片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是傳統(tǒng)人字形板片的波紋示意圖。

圖3是本發(fā)明人字形板片復(fù)合波紋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、左導(dǎo)流區(qū)，2、換熱區(qū)(波紋區(qū))，3、右導(dǎo)流區(qū)，4、第三角孔，5、第四角孔，6、第二角孔，7、第一角孔，8、大波紋，9、前小波紋，10、后小波紋。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具有復(fù)合波紋的換熱裝置結(jié)構(gòu)是在現(xiàn)有的人字形板片的波紋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)小波紋，如圖3所示，是在所有大波紋8的波峰上設(shè)置一個(gè)凹槽，使大波紋上形成前后兩個(gè)小波紋，即前小波紋9和后小波紋10。同時(shí)在相鄰大波紋之間的波谷上設(shè)置一個(gè)同樣的小波紋。前小波紋9、后小波紋10與波谷上的小波紋的波高一樣，并且其高度為大波紋波高的六分之一至二分之一，大小波紋高度的比例可以為6:1、5:1、4:1、3:1、2:1或1.5:1。大波紋和小波 紋的波紋傾角一致，均為40°-64°。大波紋的波高變化范圍是3-6毫米，依據(jù)比例關(guān)系可以計(jì)算出小波紋的高度。

流體在流經(jīng)圖1所示的換熱區(qū)2時(shí)，受大波紋8、前小波紋9和后小波紋10的阻擋，流體對(duì)板片產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷作用，介質(zhì)流動(dòng)方向改變并加速運(yùn)動(dòng)，在流動(dòng)方向上產(chǎn)生二次流，導(dǎo)致介質(zhì)在凸起與凹槽內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生二次漩渦，二次漩渦的產(chǎn)生強(qiáng)化了傳熱。

經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)流體連續(xù)流過(guò)大波紋8上的兩個(gè)小波紋時(shí)，流過(guò)前小波紋9的速度略高于后小波紋10的速度。介質(zhì)流動(dòng)的高速區(qū)發(fā)生在貼近壁面附近位置，這說(shuō)明小波紋的存在減小了流體流動(dòng)對(duì)板片的正面強(qiáng)烈沖刷，避免較大漩渦的產(chǎn)生，以及局部流速的急劇增加，從而有效降低流動(dòng)阻力。

當(dāng)小波紋的波峰高度為大波紋波峰高度的三分之一時(shí)，使得換熱器的綜合性能最佳。