一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置及方法，该装置的颗粒流换热板上设置有周期性速度梯度和速度定向调控发生器，多个颗粒流换热板交错排列固定在换热器支撑框架内，换热器支撑框架通过支撑旋转轴固定在换热器支撑底座上，固定在换热器支撑底座上的周期性速度梯度和速度定向调控动力装置驱动颗粒流换热板周期性摇摆。该方法通过颗粒流换热板的周期性摇摆，使得换热板上设置的凸起对通道内颗粒流动的阻碍作用动态变化，同时，在换热板摇摆作用和重力的共同作用下，颗粒的受力大小和方向周期性变化，增加了颗粒间掺混和换热壁面附近颗粒的填充率和更新，颗粒流换热得以强化，同时，又防止颗粒的堆积和搭桥。

【技术实现步骤摘要】
一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置及方法
本专利技术属于颗粒换热
，特别涉及一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置及方法。可用于高温固体散料余热回收、工业高温散料冷却和加热、以及太阳能集热器等领域。
技术介绍
颗粒物质广泛存在于现代工业生产中，如冶金、建材和太阳能等领域，在这些领域中，需要对大量的颗粒进行冷却或加热。目前针对颗粒物质的间接换热应用主要是管排式换热器和板式换热器。对于水平叉排布置的管排式换热器，其布置方式能够对管外流动的颗粒进行不断的掺混，但其颗粒在圆管的顶部和底部会形成滞止区和空穴区，滞止区内散料运动速度较低或处于静止状态，空穴区内散料与换热管壁间歇性接触或不接触，这两区严重影响了颗粒的流动换热。板式换热器相比管排式换热器其单位体积内可以布置更多换热面而应用较广，颗粒在换热板间的通道内靠重力流动，板式换热器换热表面通常会设置凸起结构来增加换热面积以达到强化换热的目的，如波面板换热器。针对板式换热器，颗粒物质对其换热面凸起的攻角大小较为敏感，当攻角太大时，颗粒易发生流动停滞和堆积搭桥，影响颗粒的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置，其特征在于：包括入料斗(1)，换热器支撑框架(2)，周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)，出料斗(4),换热器支撑底座(5)，排料装置(6)，换热器支撑框架盖板(7)，颗粒流换热板(8)；所述颗粒流换热板(8)的颗粒侧换热面上沿颗粒流动方向设置有周期性速度梯度和速度定向调控发生器(8.3)，其截面形状为攻角不大于90°且具有阻碍颗粒流动的几何结构，优选的几何结构的截面形状为梯形；多个颗粒流换热板(8)水平方向等间距垂直固定在换热器支撑框架(2)内组成颗粒流换热板组；所述换热器支撑框架(2)内沿颗粒流动方向至少布置两组颗粒流换热板组，其沿...

【技术特征摘要】
1.一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流换热装置，其特征在于：包括入料斗(1)，换热器支撑框架(2)，周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)，出料斗(4),换热器支撑底座(5)，排料装置(6)，换热器支撑框架盖板(7)，颗粒流换热板(8)；所述颗粒流换热板(8)的颗粒侧换热面上沿颗粒流动方向设置有周期性速度梯度和速度定向调控发生器(8.3)，其截面形状为攻角不大于90°且具有阻碍颗粒流动的几何结构，优选的几何结构的截面形状为梯形；多个颗粒流换热板(8)水平方向等间距垂直固定在换热器支撑框架(2)内组成颗粒流换热板组；所述换热器支撑框架(2)内沿颗粒流动方向至少布置两组颗粒流换热板组，其沿流动方向上下交错排列并保持间距；所述换热器支撑框架(2)通过支撑旋转轴(2.12)固定在换热器支撑底座(5)上，支撑旋转轴(2.12)轴线与颗粒流换热板(8)换热面平行；周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)与换热器支撑底座(5)和换热器支撑框架(2)相连，驱动换热器支撑框架(2)运动；
颗粒物质在换热器内密实填充，在重力驱动下颗粒缓慢向下流动，周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)驱动颗粒流换热板(8)绕支撑旋转轴(2.12)周期性摇摆，在周期性速度梯度和速度定向调控发生器(8.3)和周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)协同作用下，颗粒流的速度大小和运动方向不断发生变化，不断破坏颗粒流温度边界层的发展，强化了颗粒间掺混，增强了换热壁面附近颗粒的填充率和更新，同时防止壁面附近由于周期性速度梯度和速度定向调控发生器(8.3)阻碍作用造成的架桥和堵塞。


2.根据权利要求1所述一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流的换热装置，其特征在于：周期性速度梯度和速度定向调控动力装置(3)驱动固定在换热器支撑框架(2)上的颗粒流换热板(8)绕支撑旋转轴(2.12)沿顺时针方向和/或逆时针方向转动。


3.根据权利要求1所述一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流的换热装置，其特征在于：颗粒流换热板(8)主体为封闭的长方体壳体，壳体内部为流体介质通道，长方体壳体较大的两个平面为换热面，多个颗粒流换热板(8)在换热器支撑框架(2)内间隔排列，相邻的颗粒流换热板(8)颗粒侧换热面之间的空间组成颗粒流动通道；周期性速度梯度和速度定向调控发生器(8.3)设置在颗粒通道测，其攻角小于颗粒的安息角；颗粒流换热板(8)端部设置有流体介质入口(8.2)和流体介质出口(8.5)。


4.根据权利要求1所述一种周期性速度梯度和速度定向调控颗粒流的换热装置，其特征在于：换热器支撑框架(2)内部设置有颗粒流换热板安装耳座(2.2)，用于固定颗粒流换热板(8)；换热器支撑框架(2)平行于颗粒流换热板(8)换热平面方向设置有颗粒流换热板(8)安装窗口，并通过换热器支撑框架盖板(7)封闭；换热器支撑框架(2)外部设置有流体介质进口、出口集管和周期性速度梯度和速度定向调控动力装置支撑座(2.11)；换热器支撑框架(2)顶部与入料斗(1)相连，底部通过出料斗(4)与排料装置(6)相连；支撑旋转轴(2.12)可位于换热器支撑框架(2)外侧与颗粒流换热板(8)换热面平行平面的任意位置，优选的支撑旋转轴(2....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑，田兴，贾浩楠，谈周妥，郭志罡，王秋旺，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61