[发明专利]一种顺流一次表面式换热器芯体及换热器

说明书

本发明提供了一种顺流一次表面式换热器芯体，包括堆叠设置的多个换热器翅片，所述换热器翅片之间形成流体通道，所述流体通道的宽度渐变。本发明所提供的一次顺流一次表面式换热器芯体的流道设置成渐变流道，使得热侧流道截面逐渐变小，在被冷却过程中，流速保持相对稳定；同理，冷侧流道截面逐渐变大，在被加热过程中，流体密度变小，流速同样保持相对稳定，通过调节冷热侧流速，使两侧换热性能匹配，从而优化换热器性能。

技术领域

本发明涉及能源动力技术领域，具体涉及一种顺流一次表面式换热器芯体。

背景技术

换热器在化工、能源等行业有着广泛的应用，目前换热器的常用形式有管壳式、板翅式、板式以及一次表面等形式。其中顺流一次表面式换热器是一种高效紧凑式换热器，具有传热效率高、压损小、结构紧凑等特点，适用于化学化工、食品医药等领域，对于节能降耗、绿色环保有重要意义，具备良好的发展前景。

工业上，在冷流体出口温度过高有危险时，采用顺流换热器更加安全，另外顺流换热器壁温更均匀，热应力问题小，可选用较经济的材料和避免复杂的结构。

换热器总换热系数取决于冷热两侧的传热膜系数以及传热壁面热阻，通常受限于冷热两侧传热性能较差的一侧。对于气体介质，密度随温度变化明显，在一些应用场景下，气体在进口和出口处密度相差可达1倍或更大。对于冷热两侧均为气体的顺流换热器，热流体逐渐被冷却，流速降低，换热性能逐渐变差；而冷流体换热性能逐渐更好，但传热性能好的一侧继续提高传热膜系数，对换热器总换热系数的提升影响较小，而而传热性能差的一侧传热膜系数降低，对总换热系数的影响较大，无法同时提升冷流体侧和热流体侧的换热系数，使换热器换热性能达到最优。

因此，需提供一种顺流一次表面式换热器芯体以解决上述提出的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种顺流一次表面式换热器芯体，以解决换热器中为气体介质时，热流体被冷却，温度逐渐降低，密度增大，热流体流速会逐渐降低，同理冷流体流速会逐渐增加。换热器总换热系数受限于换热性能较差一侧的问题。

本发明提供了一种顺流一次表面式换热器芯体，包括堆叠设置的多个换热器翅片，所述换热器翅片之间形成流体通道，所述流体通道的宽度渐变。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述流体通道通过隔离条隔离为冷侧流体通道和热侧流体通道。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述冷侧流体通道为渐扩状流道，所述热侧流体通道为渐缩状流道。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述流体通道两端的流通面积与流体进出口温度下的密度成反比。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述换热器翅片的材质包括从不锈钢、铝合金、钛合金和高温合金中选择的一种材质。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述流体通道间距为3-6mm，所述换热器翅片厚度为0.1-0.3mm，所述换热器翅片高为2-4mm。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述多个换热器翅片中的上层翅片的翅底与下层翅片的翅顶重合。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述流体通道进出口处的翅片上设有压边。

本发明所提供的顺流一次表面式换热器芯体，还具有这样的特征，所述翅片与所述隔离条通过焊接连接。

本发明的另一目的在于提供一种顺流一次表面式换热器，所述换热器使用如上述任一项所述的换热器芯体。

与现有技术相比，本发明的有益效果：