RU198U1 - Теплообменник - Google Patents

Description

(51)5 F28 Ь I/00,F28Fl/24

(54) ТЕПЛООБМЕННИК

ОБЛАСТЬ ТЕХБИШ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТШ nOJ

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к теплообменникам, например, к радиаторам систем .жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания,

УРОВЕНЬ ТШШИКИ

Известны теплообменники, например, радиаторы систем жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания, содержащие, по меньшей мере, один ряд трубок, имеющих, по существу, плоские параллельные боковые стенки и образующих первые щелевые каналы для прохода жидкости в первом направлении между стенками каждой трубки и вторые каналы между плоскими параллельными боковыми стенками соседних трубок для прохода газа, прешдущественно воздуха, во втором направлении, по существу, перпендикулярном первому, причем, ширина вторых каналов больше, чем ширина первых щелевых каналов, и размещенные во вторых каналах, соединенные с шгоскшш параллельными стенками соседних трубок гофрированные ленты,; имеющие постоянный шаг гофр и скругления с одинаковыми радиусами в вершинах гофр, причем, гофры лент выполнены с параллельными прорезями, участки между которыми отогнуты от плоскостей гофр на одинаковую высоту и под одинаковыми углами (UB.L, 3003749, I96I, БЖ 165-152; , II38638, 1985, Ш(4) F 28)7/00, 9/00,jF28Fl/24).

Для обеспечения высокой эф|)ективности при малой материалоемкости такие теплообменники должны иметь оптимальные размерные и иные параметры.

Известны теплообменники указанного типа, особенностями которых 5тяяются размерные и иные параметры (РОТ, AI,WO 81/02340, I98I, MffiI(3)f28F3/02, аналог -U;S, А, 4420039, 1983, ЬЖЙ 165-152; А, 4580624, 1986, 1ЖИ(4) 28 1/02, БЕИ 165-152; г/5, А, 4615384, 1986, MKH(4)F28/)I/02, БЖ 165-152;W4A, 4693307, 1987, МКИ(4) f 28 ) 1/02, НКИ 165-152),

Однако, несмотря на известность этих теплообменников, остаются возможности дальнейшего улучшения их эффективности и снижения материалоемкости путем выбора параметров .в тех пределах, которые

/-С/7Л - 7б

МОДЕЛЬ

ранее не были использованы,

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕМ

При разработке заявленной полезной модели была доставлена задача создать теплообменник с более высокими техническими характеристиками и технике-экономйческими показателями, чем ранее известные, на основе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных авторами.

Эта задача решена тем, что в теплообменнике, например, радиаторе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один ряд трубок, имеющих, по существу, плоские параллельные боковые стенки и образущих первые щелевые каналы для прохода жидкости в первом направлении меаду стенками каддой трубки и вторые каналы между плоскими параллельными боковыми стенками соседних трубок для прохода газа, преимущественно воздуха, во втором направлении, по существу, перпендикулярном перюь у, причем, ширина вторых каналов больше, чем ширина первых щелевых каналов, и размещенные во вторых каналах, саединенные с плоскими параллельными стенками соседних трубок гофрированные ленты, имеющие постоянный шаг гофр и скругления с одинаковыми радиусами в вершинах гофр, причем, гофры лент выполнены с параллельными прорезями, участки между которыми отогнуты от плоскостей на одинаковую высоту и под одинаковыми углами, согласно заявленной полезной модели отношение шага гофр к ширине вторых каналов равно от 0,4 до 0,48, а отношение радиусов в вершинах гофр лент к шаху гофр лент равно от 0,2 до 0,23,

Такое соотношение указанных размеров теплообменника обеспечивает оптимальное соотношение его теплоотдачи, аэродинамического сопротивления, материалоемкости и возможности использования гофрированных лент ТОЛЩИНОЙ от 0,05 мм до 0,04 мм.

Оптимальное отношение высоты каждого отогнутого участка между пара олельными прорезями, выполненными в гофрах лент, к шагу гофр лент равно от 0,13 до О,23.Оптимальный угол мезду каждым отогнутым участком и плоскостью гофра равен от 30° до 35,

Рекомевдуемое отношение ширины казщого второго канала между плоскими параллельными боковыгм стенками соседних трубок для прохода газа к ширине первого щелевого канала для прохода жидкости равно от 5 до 7, При этом, в наиболее эффективном теплообменнике ширина каждого второго канала между плоскими параллельными боковыми стенками для прохода газа равна от 9 до ГО ifa, ...

,

Далее приведены сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с ссылками на черте}ки,

шрЕЧйнь штр чйртжай

Еа фиг,1 изображен общий вид спереди на теплообменник, соответствуьэщий заявленной полезной модели;

На (feir.2 изображено в увеличенном масштабе место II на lEr.I; На фйг.З изображен разрез III - III на .З; На ЙМГ.4 изображен разрез 17 - 17 на сзиг.2.

, ПОДГГВНРЩГЯЩ: ЗОЗМОШОСТЬ ОС7ЩЕСТЗЖШ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕШ

Как показано на Фдг, 1-4, теплообменник содержит два бачка верхний бачок I, нижний бачок 2 и соединяющие их два ряда трубок 3 и жесткие боковины 4. Верхьшй бачок имеет заливную горловину 5 и подводящий патрубок iiQ показан). Пилений бачок имеет отводящий латрубок (не показан).

Трубки 3 имеют плоские параллельные боковые стенки 6 (fer,2 и 4) и образуют первые щелевые каналы 7 для прохода жидкости в первом направлении, указанном стрелкой 8, мезду стенками каадой трубки, и вторые каналы 9 медду стенкадш 6 для прохода газа, преимущественно воздуха, во втором направлении, указанном стрелкой 10 и перпендикулярном первому. Ширина канала 7 равна А, Шярина каншга 9 равна В и больше, чем ширина канала 7.

Теплообменник содержит также размещенные в каналах 9 и соединенные со стенками 6 соседних трубок 3 гофрированные ленты II, Ленты II имеют постоянный шаг с гофр 12 и скругления с одинатшвы -ж радиусами Я в вершинах гойр 12. Гофры 12 ((|мг.З) выполнены с параллельными прорезями 13, участки 14 между которыми отогнуты от плоскостей гофр 12 на одинаковую высоту Д и под одинаковыа ж углагж с/-.

Отношение С/В равно от 0,4 до 0,48, Это отношение выбрано из следующих соображений, Лри С/В меньшем, чем 0,4 происходит значительное увеличение аэродинамического сопротивления проходу газа без заьютного увеличения теплопередачи меззду эащкостью и газом. При С/В большем, чем 0,48, происходит уменьшение теплопередачи без заметного уменьшеьшя аэродиншжческого сопротивления проходу газа. Отношение Я/С равно от 0,18 до 0,23, Это отношение выбрано из следующих соображений. меньшем, чем 0,18, как показывает практика, возникают технологические проблемы при изготовлении гоФрировакноп лепты.

r JYа при Л/С больше /, чэм 0,23, происходит уменьшение ширины отогнутых участков, что отрицательно сказывается на теплопередаче.

Отношение Д/С равно от 0,13 до 0,23, Это отношение выбрано из следующих соображений. Д/0 меньшем, чем 0,13, происходит существенное ухудшение теплопередачи, так как .между гофрами остается струя газа, не взаимодействующая с гофра1 ш. При /С большем, чем 0,23, происходит резкое увеличение аэро.диналжческого сопротивления проходу газа. Оптимальный уголоф авзн от 30° до 35°, При меньшем угле с уменьшается высота гофр и, следовательно, уменьшается тешгодередача, При большем угле t увеличивается высота гофр С, что увеличивает аэродинамическое сопротивление. Оптимальное отношение В/А равно от 5 до 7, При меньшем значении В/А увеличивается аэродинамическое сопротивление прохождения газа по каналам между трубками и, следовательно, уменьшается тешгояэрвдача.

При большем значении В/А увеличивается гидравлическое сопротишгение прохождения жидкости по первыг /1 щэлевым каналам, что уменьшает проховдание тэплоносителя и, слздозателько, уменьшает эффективность системы охлаждения в теплообменнике.

Оптимальная ширина В равна от 9 до 10 мм для радиатора системы жидкостного охлащ ;ения автомобильного PI тракторного двигателя внутреннего сгорания с трубками, соответствующими ОСТ 37,001.36-72 и используемыми в отечественных радиаторах.

Описанный теплообменник работает следующим образом.

Жидкость, имеющая первую температуру, поступает в верхний бачок I, проходит по каналам 7 трубок 3 в нижний бачок 2 и выходит из теплообменника. Газ (воздух), подаваелагй вентилятором (не показан) и имеющий вторую TejvsiepaTypy, меньшую чем первая, проходит по каналам 9 мевду стенками 6 трубок 3, При этом, происходит охлаждение яждкости до температуры меньшей, чем первая, и нагрев газа (воздуха) до температуры большей, чем первая. Размещенные в каналах 9 гофрированные ленты II, имевшще прорези 13 и отогнутые участки 14, способствуют интенсификации теплообмена.

Описанный теплообменник может быть использован в качестве радиатора системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, а также в качестве отош1Т8ЛЯ пассажирского помещения и кабины водиталя транспортного средства и других помещений,

/

Claims (5)

1. Теплообменник, например радиатор системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один ряд трубок, имеющих плоские параллельные боковые стенки и образующих первые щелевые каналы для прохода жидкости в первом направлении между стенками каждой трубки и вторые каналы между плоскими параллельными боковыми стенками соседних трубок для прохода газа, преимущественно воздуха, во втором направлении, перпендикулярном первому, причем ширина вторых каналов больше, чем ширина первых щелевых каналов, и размещенные во вторых каналах соединенные с плоскими параллельными стенками соседних трубок гофрированные ленты, имеющие постоянный шаг гофр и скругления с одинаковыми радиусами в вершинах гофр, причем гофры лент выполнены с параллельными прорезями, участки между которыми отогнуты от плоскостей гофр на одинаковую высоту и под одинаковыми углами, отличающийся тем, что отношение шага гофр лент к ширине вторых каналов равно 0,4 0,48, а отношение радиусов в вершинах гофр лент к шагу гофр лент равно 0,18-0,23.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты каждого отогну-. того участка между параллельными прорезями, выполненными в гофрах лент, к шагу гофр лент равно 0,13 0,23.

3. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что угол между каждым отогнутым участком и плоскостью гофр равен 30 35°.

4. Теплообменник по пп.1 3, отличающийся тем, что отношение ширины каждого второго канала между плоскими параллельными боковыми стенками соседних трубок к ширине первого щелевого канала равно 5 -7.

5. Теплообменник по п.4, отличающийся тем, что ширина каждого второго канала между плоскими параллельными стенками соседних трубок равна 9 10 мм.