[实用新型]不等高度波纹板

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种板式换热器，特别涉及一种适于气-液传热的简单、高效、便于加工制造的不等高度波纹板。

(二)背景技术

板式换热器是一种结构紧凑、高效的换热器，广泛应用于石油、化工、能源、制冷等工业部门。板片型式的研究是板式换热器研究的核心，开发高效传热、低流阻特性的板型是广大厂家与设计者的追求。但国内外对于波纹板换热器的研究多集中于板片两侧流体热物性相近的流体介质，比如液-液，气-气之间的强迫对流传热，对于板片两侧介质体积流量不等的情况多采用不等截面积流道的处理方法。专利号为91210893.2采取的方法使板片宽窄两侧的流量比可达到2∶1，对于更高的流量比则无法满足，其原因是它的板型波纹是等高的，对板片两侧截面积比的改变是有限的。

然而气-液流体换热时的工况常常是：气侧的单位体积热容量低，体积流量大，液侧的单位体积热容量高，体积流量小；气侧的压力较低，液侧的压力较高。由于流体的热物性及状态不同，在一定的传热量的条件下，气态流体、液态流体的体积流量与阻力损失相差很大，等高的板型波纹是不能有效解决气-液流体换热时出现的问题，而目前在气-液传热领域占主导地位的仍是翅片管式换热器，因此适用于气-液传热领域的换热器正是目前所没有的。

(三)新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适于气-液传热的简单、高效、便于加工制造的不等高度波纹板。

本实用新型的目的是这样实现的：它是在波纹板上设置有按规则排列的不等高度的波纹。

本实用新型还包括以下几点技术特征：

1、在两个大波纹1之间分布有中波纹2和小波纹3。

2、所述的波纹在板上呈V字型或斜型排列。

3、波纹的形状可以是圆形、椭圆形、三角形、梯形或多边形中的一种或两种及两种以上的组合。

本实用新型中大小不同的波纹的作用与功能是不一样的：大波纹1的作用主要体现在支撑内压较小的气侧流道，使气侧流道间隙加大、流体的阻力损失减小，产生二次扰流、分配流量；中波纹2和小波纹3的作用体现在破坏流体边界层，增强速度场与温度场的耦合，同时协调速度场与温度场，有效的强化传热与减小阻力，实现高效；V字型波纹、斜波纹的设置可产生与流体主流方向不同的扰动，形成二次流，既可增强板间传热，又可在其他波纹间分配流量，为其他波纹间的强化传热做准备；波纹的高度、间距与波纹2间设置波纹2和波纹3的数目均可根据传热介质的物性参数、允许压降与流速等条件确定。通过波纹板的组合在板间形成截面积不同的流道：气态流体通过大截面积流道，液态流体通过小截面积流道，从而实现了波纹板片两侧内压力与体积流量相差大的气-液流体间的传热。

工作时，将两片波纹板反向叠加，形成供两种纯热介质中的一侧流体通过的网状通道；再将这样的叠加作为一个基本单元加以组合，可以形成截面积不同的流体通道，温度不同的气液流体分别通过各自的流道，热量经波纹板从温度高的一侧流体传向温度低的一侧流体，完成强化传热过程。

本实用新型具有的有益效果有：

1、气-液传热时，两侧介质的内压力、体积流量与比热差别大：本实用新型提供的是针于气-液传热过程而设计的一种不等高度波纹板，波纹板上具有高度不等作用不同的波纹，倾斜的大波纹间的触点可抵抗液侧介质的较大内压力，支撑气侧流道，气侧流道获得较大的空间，可有效减少阻力，并具备板间扰流与分配流量的作用；

2、结构原理简单：本实用新型中大波纹间的其它中、小波纹的设置是根据清华大学过增元教授提出的场协同原理而设置的，大波纹具有支撑流道，扩大流通截面、减小阻力，产生二次扰流、分配流量的作用；中波纹和小波纹具有破坏流体边界层，增强速度场与温度场的耦合达到强化传热的作用，波纹组合成具有复杂表面流道，一方面具有增加扰动减薄边界层，强化传热；另一方面具有增大速度场与温度场的夹角，提高速度场与温度场的协同过程，实现高效传热；

3、高效、强化传热：大小不同的波纹作用与功能不同，实现高效，V字型波纹、斜波纹的设置可产生与流体主流方向不同的扰动，形成二次流，既可增强板间传热，又可在其他波纹间分配流量；

4、易于加工实现，适用场合广：本实用新型采用在同一波纹板上设置有按规则排列的不等高度的波纹的方法，工作时将两片波纹板反向叠加即可，还可根据使用情况分别组合，实现不同场合的应用，大大提高了使用性能。