[發(fā)明專利]一種板翅式換熱器的雙向波紋型導(dǎo)流封頭及其構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710108730.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN106989629B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐敬華;張樹有;譚建榮;高翔宇;陳曉杰;陳前勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F28F9/02
• 分類號(hào): F28F9/02
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

本發(fā)明涉及了一種板翅式換熱器的雙向波紋型導(dǎo)流封頭及其構(gòu)建方法，屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域。雙向波紋型導(dǎo)流封頭包括封頭殼體、入口接管及導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括帶孔波紋板及兩片構(gòu)成八字型的帶孔波紋導(dǎo)流翼板，帶孔波紋導(dǎo)流翼板位于入口接管與帶孔波紋板間且與二者鄰接；由帶孔波紋導(dǎo)流翼板對(duì)稱面指向兩側(cè)的方向，帶孔波紋導(dǎo)流翼板與帶孔波紋板上導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均逐漸增大。該封頭的流域結(jié)構(gòu)更符合物流在入口接管內(nèi)的流速分布，有效地提高物流進(jìn)入換熱器翅片通道內(nèi)的均勻性，提升換熱器的總傳熱系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種板翅式換熱器的雙向波紋型導(dǎo)流封頭及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

板翅式換熱器廣泛應(yīng)用于空氣分離、石油化工、天然氣液化等工業(yè)領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)冷凝、液化、蒸發(fā)等熱交換的關(guān)鍵裝備，具有小溫差不穩(wěn)定傳熱、二次傳熱、允許阻力小、多股流物性變化激烈等顯著特點(diǎn)，由翅片、隔板、封條、封頭和導(dǎo)流片組成，其結(jié)構(gòu)核心為板束，包括多個(gè)由翅片、導(dǎo)流片放入兩個(gè)隔板間再配合封條組成的通道。翅片放置在隔板間，并用封條固定，芯體在真空爐中釬焊，兩端焊接封頭。隨著換熱器流量的增加，物流分配的不均勻性會(huì)加劇換熱器內(nèi)部溫度場(chǎng)分布不均勻，從而導(dǎo)致?lián)Q熱器整體換熱效率的下降，引起物流分配不均的重要因素之一是封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不合理，尤其是未考慮物流在入口接管中央部分的流速大，越靠近管壁處流速越小的問(wèn)題，導(dǎo)致物流會(huì)主要集中在入口接管的中央部分而引起物流的分配不均。

公布號(hào)為CN103017591A的專利文獻(xiàn)中公開了一種板翅式換熱器的封頭，如其附圖所示，其包括封頭殼體2、與封頭殼體2連通的入口接管1及固設(shè)于封頭殼體2二分之一處的導(dǎo)流板3，在導(dǎo)流板3上設(shè)有若干導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔的孔徑為入口接管1管徑的五分之一，孔間距為導(dǎo)流孔孔徑的二分之一。導(dǎo)流板3構(gòu)成該封頭對(duì)物流的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，以對(duì)流經(jīng)其的物流進(jìn)行分配，并通過(guò)在導(dǎo)流板3與入口接管1中央部分對(duì)應(yīng)位置處不設(shè)置導(dǎo)流孔，以使物流分配更均勻，雖然考慮物流集中在入口接管中央部分的情況，但是該部分導(dǎo)流板后方處物流被阻斷了，導(dǎo)致該部分分配也不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙向波紋型導(dǎo)流封頭，使其對(duì)流入板翅式換熱器通道層內(nèi)的物流的分配更符合物流在入口接管內(nèi)流速的分布情況，使物流分配更均勻；本發(fā)明的另一目的是提供了一種構(gòu)建上述雙向波紋型導(dǎo)流封頭的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的板翅式換熱器封頭包括封頭殼體、與封頭殼體連通的入口接管及固設(shè)在封頭殼體內(nèi)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括帶孔波紋板及兩片傾斜布置成八字型的帶孔波紋導(dǎo)流翼板；帶孔波紋導(dǎo)流翼板上端與入口接管下端口固接，下端與帶孔波紋板相交并固接，兩側(cè)邊與封頭殼體的內(nèi)壁相交并固接；帶孔波紋板的側(cè)邊與封頭殼體的內(nèi)壁相交并固接；帶孔波紋導(dǎo)流翼板為單對(duì)稱面結(jié)構(gòu)，位于其對(duì)稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均逐漸增大；帶孔波紋板為雙對(duì)稱面結(jié)構(gòu)，位于與帶孔波紋導(dǎo)流翼板的對(duì)稱面共面的一對(duì)稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均逐漸增大。

帶孔波紋板與帶孔波紋導(dǎo)流翼板在導(dǎo)流翼板對(duì)稱面兩側(cè)導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距逐漸增大，從而使集中在入口接管中央部分的物流部分被分流至兩側(cè)物流較少處，從而使經(jīng)導(dǎo)流板調(diào)整后的物流在中央部分與周圍部分均有物流且分配更趨于均勻；此外，通過(guò)將導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)置成包括八字型結(jié)構(gòu)分布的導(dǎo)流翼板與位于下方的導(dǎo)流板，使物流從入口接管進(jìn)入封頭殼體內(nèi)后，先在入口接管內(nèi)壁與封頭殼體內(nèi)壁相交處進(jìn)行一次物流分配，在帶孔波紋導(dǎo)流翼板及其上的導(dǎo)流孔處進(jìn)行二次流體分配，在帶孔波紋板及其上的導(dǎo)流孔處進(jìn)行三次流體分配，經(jīng)三次分配后流入換熱器翅片通道層內(nèi)的物流均勻性得到有效地提高；同時(shí)，由于帶孔波紋導(dǎo)流翼板與帶孔波紋板均為波紋型曲面結(jié)構(gòu)，使得物流分配更加均勻。

一個(gè)具體的方案為帶孔波紋導(dǎo)流翼板上位于其對(duì)稱面的垂直面兩側(cè)的導(dǎo)流孔等孔徑、等孔距；帶孔波紋板上位于其另一對(duì)稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔等孔徑、等孔距。設(shè)置成等孔距、等間距，可在確保分配均勻性的前提，提高導(dǎo)流板可制造性能。