一種湍流板式換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種板式換熱器，尤其是一種湍流板式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002] 板式換熱器是間壁式換熱器的一種，在板片的兩側(cè)流體通過板片交換熱量，由于 板片的換熱面積和換熱平均溫差是確定的，所以板片換熱量的大小就取決于板片表面換熱 系數(shù)的大小，為此將板片表面設(shè)計成各種形狀，來提高換熱系數(shù)，如將板片設(shè)計成波紋狀、 人字狀、凹陷狀等等，這些板片因為對換熱面的附面層不能形成有效的控制，使換熱器的換 熱系數(shù)最高的只達到2000W/ (m2*k)左右，目前的技術(shù)已經(jīng)沒有辦法再將換熱系數(shù)提高。 現(xiàn)有的板式換熱器如國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局授權(quán)公開的申請?zhí)枮?01210143544. 4號專利 技術(shù)方案，公開了一種新型板式換熱器換熱板片，是在板片上設(shè)計有若干凹陷，凹陷軸截面 的上下底邊平行，兩側(cè)邊對稱，所述側(cè)邊為曲線，曲線的線型符合以側(cè)邊的中心為原點、上 下方向為縱軸方向的誤差函數(shù)，它能相對于管殼式換熱器提高板片的換熱系數(shù)，但相對于 板式換熱器來講，提高幅度很小，仍然沒有突破上述換熱系數(shù)的極限。按照水與換熱表面的 換熱系數(shù)理論上在2000-10000W/ (m2 *k)左右，現(xiàn)有的方法只能達到這個理論值的下限，沒 有辦法再繼續(xù)提高換熱系數(shù)，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種湍流 換熱的技術(shù)方案，該方案將換熱器的流道表面設(shè)計成波紋狀，波紋截面凹面、凸面為特定形 狀函數(shù)，該形狀可以將進入凹面的水流拋向水流中心，在頂面與水流中心低溫水混合，返回 的低溫水流進入凸面，在特定函數(shù)形狀的表面引導(dǎo)下流進凹面，在重復(fù)以上過程，在經(jīng)過 這些換熱表面后，板片表面的附面層被破壞，這使流體與板片之間和流體內(nèi)部均進入湍流 狀態(tài)，板片表面流體的溫度與流體中心溫度變成一致。在這兩個特定形狀函數(shù)表面，流體 的紊流變成了湍流，表征湍流的雷諾數(shù)卻很低，這就使流體在形成湍流的狀態(tài)下，流體流 動阻力又很低，突破了湍流需要高雷諾數(shù)的傳統(tǒng)換熱模式，在這種狀態(tài)下?lián)Q熱系數(shù)能夠達 到4000 W/ (m2*k)以上。上述板片凹面的形狀函數(shù)是y= 〇.618x::，凸面形狀函數(shù)是 y= -0. 了X2,板片的高度隨不同需要的板片有不同變化，以適應(yīng)流動介質(zhì)的需要。
[0004] 本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：湍流板式換熱器用含有能夠產(chǎn)生低雷諾數(shù) 的湍流板片組成，所述板片的形狀在波紋凹面的形狀函數(shù)是y?= 凸面形狀函數(shù) 是y二-0.7X2,兩個曲線在相交部位重合，形成連續(xù)的波紋。當流體流到凸面時，流體承 受水壓進入凹面，進入凹面的水流因為凹面的特殊結(jié)構(gòu)，將水流拋向凹面的焦點，從凹面拋 出的多路水流在焦點相遇后沖擊并充分混合，返回的水流又沖擊凹面的附面層，反復(fù)的沖 擊使水流充分混合，形成湍流狀態(tài)，這樣形成湍流表征其湍流程度的雷諾數(shù)很低，且由于對 附面層的有效破壞，使板片表面的換熱系數(shù)提_到4000W/ (m2*k)以上。所述的凸面和凹 面形成的連續(xù)性波紋構(gòu)成了板片，這些連續(xù)性的波紋，實現(xiàn)了低雷諾數(shù)狀態(tài)下的湍流換熱， 并實現(xiàn)了流體的低阻流動。
[0005] 本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，在流體流過所述板片凸面時， 由于凸面的特殊結(jié)構(gòu)，能夠使流體在水壓的作用下使流體流向凹面，凹面又將水流很好的 混合，有效地破壞了換熱表面的附面層形成了湍流狀態(tài)，不但使換熱表面與流體中部的溫 度變成一致，而且使換熱表面與流體中心流體的強烈水流交換，迅速地提高了換熱量，即提 高了換熱器的換熱系數(shù)。該方案的另外一個重要特點是凹面的特殊結(jié)構(gòu)可以防止流體在凹 面形成漩渦，影響流體的換熱和流動。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì) 性特點和顯著的進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
[0006]
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007] 圖中，1板片凸面，2為板片凹面，3板片。
[0008]
【具體實施方式】： 為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本方 案進行闡述。
[0009] 通過附圖可以看出，本方案的湍流板式換熱器，用含有能夠產(chǎn)生低雷諾數(shù)的湍 流板片組成，所述板片的形狀在波紋凹面的形狀函數(shù)是y=〇_618x2,凸面形狀函數(shù)是 y = -0_了x2,兩個曲線在相交部位重合，形成連續(xù)的波紋。所述的凸面和凹面形成的連續(xù) 性波紋構(gòu)成了板片。當流體流到凸面時，流體承受水壓進入凹面，進入凹面的水流因為凹面 的特殊結(jié)構(gòu)，將水流拋向凹面的焦點，從凹面拋出的多路水流在焦點相遇后沖擊并充分混 合，返回的水流又沖擊凹面的附面層，反復(fù)的沖擊使水流充分混合，形成湍流狀態(tài)，這樣形 成湍流表征其湍流程度的雷諾數(shù)很低，且由于對附面層的有效破壞，使板片表面的換熱系 數(shù)提高到4000w/ (m2*k)以上，并實現(xiàn)了低雷諾數(shù)狀態(tài)下的湍流換熱，即實現(xiàn)了流體的低 阻流動。
[0010] 本發(fā)明并不僅限于上述【具體實施方式】，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍 內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種湍流板式換熱器，包括板片由特定形狀函數(shù)的波紋組成，其特征是：波紋凹面 的形狀函數(shù)是ir= 0.618x2,凸面形狀函數(shù)是y= ^0-/x2,兩個曲線在相交部位重合， 形成連續(xù)的板片波紋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的湍流板式換熱器，其特征是：當流體流過所述表面時形成湍 流，破壞了所述表面的附面層，提高換熱系數(shù)至4000W/ (m2*k)以上。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種湍流板式換熱器的技術(shù)方案，該方案的湍流板式換熱器，用含有能夠產(chǎn)生低雷諾數(shù)的湍流板片組成，所述板片的形狀在波紋凹面的形狀函數(shù)是，凸面形狀函數(shù)是，兩個曲線在相交部位重合，形成連續(xù)的波紋。所述的凸面和凹面形成的連續(xù)性波紋構(gòu)成了板片。當流體流到凸面時，流體承受水壓進入凹面，進入凹面的水流因為凹面的特殊結(jié)構(gòu)，將水流拋向凹面的焦點，從凹面拋出的多路水流在焦點相遇后沖擊并充分混合，返回的水流又沖擊凹面的附面層，反復(fù)的沖擊使水流充分混合，形成湍流狀態(tài)，這樣形成湍流表征其湍流程度的雷諾數(shù)很低，且由于對附面層的有效破壞，使板片表面的換熱系數(shù)提高到4000 W/（㎡*k）以上，實現(xiàn)了低雷諾數(shù)狀態(tài)下的湍流換熱，即實現(xiàn)了流體的低阻流動。
【IPC分類】F28F3-02, F28D9-00
【公開號】CN104776735
【申請?zhí)枴緾N201510186812
【發(fā)明人】王九乾, 安豐寶, 崔守盈
【申請人】山東國信工業(yè)設(shè)備有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月18日