Пластина теплообменного или теплопередающего аппарата

 

Использование: для увеличения теплоотдачи пластин теплопередающих устройств . Сущность изобретения: внешний контур пластины выполнен в виде овала Кассини. 3 ил.

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 28 F 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922253/06 (22) 28,03Я1 (46) 15.05,93. Бюл. М 18 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Л,Т.Дворников, Г,А.Кассир, А.Л, Валегов и Г.M,Àëóô (56) Васильев Н,Б., Гутенмайер В.Л„Прямые и кривые, M. Наука, 1978.

ГОСТ 20849 — 75, Конвекторы относительные стальные с кожухом, Барановский Н,В. Пластинчатые теплообменники пищевой промышленности, М.:

Машгиз, 1962, с, 56-60, Изобретение относится к машиностроению, а именно к элементам теплообменных и теплопередающих устройств.

Целью изобретения является увеличение теплоотдачи с единицы поверхности пластинчатого элемента теплообменного или теплопередающего устройства.

Указанная цель достигается тем, что пластина теплообменных устройств выполняется по внешнему контуру в виде овала

Кассини. Указанная форма пластины не имеет участков резко удаленных от источников тепла, что обеспечивает равномерный прогрев пластины и увеличивает теплоотдачу с единицы поверхности пластины.

На фиг. 1 — показана прямоугольная пластина нагревателя конвектора "Универсал", на фиг. 2 — пластина выпукло-вогнутой формы; на фиг. 3 — пластина с контуром овала Кассини, вписанная в контур прямоугольной пластины.

Пластина нагревателя получает тепло от двух источников тепла — трубчатых элемен, т радиуса г с центрами О1 и Оу, расположе .Ных на расстоянии С друг от друга.

„„5Ц„„1815590 А1 (54) ПЛАСТИНА ТЕПЛООБМЕННОГО ИЛИ

ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕГО АППАРАТА (57) Использование: для увеличения теплоотдачи пластин теплопередающих устройств. Сущность изобретения: внешний контур пластины выполнен в виде овала

Кассини. 3 ил.

Стационарное температурное поле пластины описывается уравнением с = f(r), (1), где r — расстояние от центра источника тепла до рассматриваемой точки. Изотермические поверхности поля представляют из себя окружности с центрами 01 и 02.

Удельная теплоотдача с элемента по.верхности g = —, (2), где 0 = f(t, Л Р;)—

Q количество тепла отдаваемого элементом пластины, Л Fi — площадь рассматриваемого элемента.

Исходя из приведенных зависимостей удельная теплоотдача с элементов поверхностей Л Fz и Л Рз будет ниже удельной теплоотдачи с элементов поверхностей

Л F< (так как средняя температура t> поверхностей Л F< будет выше средней температуры t2 поверхностей Л Е2 и Л Рз).

Если у пластины прямоугольной формы удалить участки поверхностей с меньшей удельной теплоотдачей, то получим пластину выпукло-вогнутой формы (фиг. 2), которая будет обладать более высокой удельной теп1815590 р (01М) х р(ОгМ) = CdnSt (3) где р (01М) — расстояние от одного центра

01 до точки М на кривой овала. р (02M)— расстояние от другого центра Ог до точки М на кривой овала Кассини.

Ниже приведена сравнительная оценка удельной теплоотдачи прямоугольной пластины и пластины имеющей контур в виде овала Кассини.

Удельная теплоотдача прямоугольной пластины (фиг. 3) в предположении, что средняя температура поверхностей Л F1 равна t1, а поверхностей Л Рг, Л Гэ

Л F4 и ЛFs равна tz. (4) + t2, gn=

ГДЕ Fn = F — 2FO = 2Г1(ЗГ1 + Г2) — 2 Л РО (5)— поверхность теплоотдачи пластин, F — площадь пластины, включая площадь тоубчатых элементов, Л F1 = 2 1т (r1 — ro ) (6)—

2 суммарная площадь элементов с температурой t1, ЛГг = Fn — Л F1 (7) — суммарная площадь элементов пластины с температуРОй t2.

Удельная теплоотдача пластины, выполненной по контуру в виде овала Кассини

ЛР1 (t1 — tz) г ъ сгтл. -" лоотдачей по сравнению с прямоугольной пластиной, Оптимальной формой выпукло-вогнутой пластины, обладающей максимальной удельной теплоотдачей, будет пластина, контур которой ограничен иэотермической поверхностью, Указанному требованию соответствует кривая овала Кассини удовлетворяющая уравнению где Ек = Fn -4 Л Fs- 2 Л Fs (9) — поверхность теплоотдачи пластины, Л F5 = (Г1 — ) (10) 11088PxHOCTb гд

4 элемента пластины, 6F6 = Fnp 2Fc1 + Fc2 (11) — поверхность элемента пластины, Fnp = K(r1+ гг) (12) — плоЩаДь пРЯмоугольника 1, 4, 5, 6, К = r1(1 — cos p /2) (13) — стрелка сегмента круга радиуса r1, р /2 = агссоэ

Г1 + Г2

2 гг (14) — половина центрального угла сегмента круга радиуса

Г1. с1 = 4 (180 — 8 и p ) (15) — площадь полусегмента 1, 2, 5, 20 Я Л.4

"с1 = — (— — — эмап ф ) (16) — пло4 180 щадь сегмента 2, О, 3, ЛР1= 2 zc (г1 — го ) (17) — суммарная

25 площадь пластины с температурой т1;

ЛF2= Fn — h, F1 — 4 Л Fs — 2 Л Fo(18) — суммарная площадь пластины с температурой tz

Из зависимостей (4), (8) следует, что при разнице температур t1 и tz в 1-2 С нагреватель, изготовленный иэ пластин выполненных по контуру в виде овала Кассини, будет иметь массу на 5 — 10% меньше и иметь такую же теплоотдачу, как нагреватель, изготовленный иэ пластин прямоугольной формы.

Формула изобретения

Пластина теплообменного или теплопередающего аппарата, содержащая профилированную плоскость, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения теплоотдачи, внешний контур плоскости выполнен в виде овала Кассини.

Вып кю-Загнутой мастини Риг.5

Составитель Н.Галинина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 с

Заказ 1634 - . Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5