Теплообменник

 

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус, разделенный мелкопористой перегородкой на полости концентрированной и разбавленной фаз Не со своими патрубками входа и выхода, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, мелкопористая перегородка выполнена в виде стакана, с наружной стороны днища которого расположена полость разбавленной фазы Не , а выходной патрубок концентрированной фазы Не введен внутрь, стакана.. i (Л ется теплообменник, содержаии1й корпус, разделенный мелкопористой перегород- / кой на полости концентрированной и разбавленной фаз Не со своими патрубками входа и выхода. Недостатком зтого теплообменника ю ел является относительно низкая интенсивность теплообмена., ел Целью данного изобретения является интенсификация теплообмена. Это достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержащем коопус , разделенный мелкопористой перегородкой на полости концентрированной и разбавленной фаз Не со своими патрубками входа и выхода, мелкодисперсная перегородка выполнена в виде стакана, с наружной стороны днища которого расположена полость разбавленной фазы Не, а выходной патрубок концентрированной фазы Не введен внутрь стакана.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„10725 5

А1 (51)5 F 28 0 1/06; F 28 С 3/04, F 25 J 1702

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ П.1НТ СССР

1 (21) 3367173/24-06 (22) 23.12.81 (46) 07. 10.90. Бюл. Ф 37 (71) Объединенный -институт ядерных исследований (72) В.Н.Павлов и IO.À.Усов (53) 621.57(088.8) (56) G.Frossati а.о. Ргос. 14 International Conference Lov Temperature

Physics, 0taniemi, Р1nland, 1975, v.4, р.15.

Лаунасмаа О.В. Принципы и методы получения температур ниже IK. M. Ìèð, 1977, с.60.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано дпя получения сверхнизких температур в рефрижераторах!„ растворения гелия йе 1 в гелии Не4.

Известен низкотемпературный теплообменник для жидких фаз Не в Не, ко3 4 торий представляет собой медный блок с двумя герметичными камерами, разделенными твердой стенкой и заполненными припеченной к их цилиндрическим стенкам губкой иэ медного порошка, сквозь которую проходят потоки жидкого гелия. Теплообменник такой конструкции имеет большую эффективную поверх(HocTb,òåïëooáìåHà- жидкого гелия с твердой стенкой. недостатком этого теплообменника является большое сопротивление (импеданс) потоку жидкого гелия.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению явля2 (54) (57) ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус, разделенный мелкопористой перегородкой на полости концентрированной и разбавленной фаэ Не со своими

Ъ патрубками входа и выхода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, мелкопористая перегородка выполнена в виде стакана, с наружной стороны днища которого расположена полость разбавленной фазы Не, а выходной патрубок кон" центрированной фазы Не введен внутрь. стакана. ется теплообменник, содержащий корпус, разделенный мелкопористой перегород-, р кой на полости концентрированной и разбавленной фаз Не со своими патрубу ками входа и выхода.

Недостатком этого теплообменника является относительно низкая интенсивность теплообмена. С

Целью данного изобретения являет- 3 ся интенсификация теплообмена. Сл

Это достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержашем коопус, разделенный мелкопористой перегородкой на полости концентрированной и разбавленной фаэ Не со своими патрубками входа и выхода, мелкодисперсная перегородка выполнена в виде стакана, с наружной стороны днища которого расположена полость

9 разбавленной фазы Не, а выходнои з патрубок концентрированной фазы Не введен внутрь стакана.

1072575

На чертеже изображен предложенный теплообменник.

Теплообменник содержит корпус 1, мелкопористую перегородку 2 и патрубки -6 входа и выхода концентрированной и разбавленной фаэ Не . Корпус 1 может быть изготовлен из пластмассы.

Теплообменник работает следующим образом.

Концентрированная фаза Не > посту15 пает в верхнюю полость через патрубок 3 и заполняет ее только до уровня, на котором на одится конец патрубка 4 выхода этой фазы в последующий теплообменник или камеру растворе" ния. В верхней полости концентрированная фаза отдает свое тепло мелкопористой перегородке 2, которая транспортирует его в свою нижнюю часть и передает это тепло холодному потоку разбавленной фазы, поступающему из камеры растворения или предшествующего более холодного теплообменника. Наряду с этим твердотельным каналом теплопередачи концентрированная фаза отдает свое тепло разбав30 лепной фазе непосредственно через жидкую границу, разделяющую фазы как в верхней полости, так и в толще перегородки 2. Поскольку теплосопротивление жидкой границы раздела фаз по крайней мере в 4000 раз меньше теплосопротивления границы металл-пластик Э то температурный скачок Капицы практически не возникает. Тепло, полученное разбавленной фазой в верхней по40 лости через жидкую границу, передает" ся ч нижнюю полость непосредственно за счет собственной теплопроводности, без возникновения скачка Капицы.

Таким образом, жидкостный канал теп45 лопередачи, действуя параллельно с твердотельным, увеличивает эффективность теплообмена жидких фаз.

Однако вследствие негерметичности мелкопористой перегородки 2 в устройстве может идти обычный процесс растворения Не> на границе раз. де.: а фаз. Скорость этого процесса разумно ограничить величиной, составляющей менее 1Е от полного потока

Не, и тогда для импеданса 2 дна стакана получают. условие ЬП

Z ) — — — ——

10 )Vn где П - разность осмотического давления iHe в разбавленной фазе по обе стороны от дна стакана;, " вязкость разбавленной фазы Не ; Ч - молярный объем разбавленной фазы

Ф молярная скорость потока концентрированной фазы Не через устройство.

С другой стороны, импеданс Z не должен быть слишком большим, чтобы не закрыть жидкостный канал теплообмена, поэтому достаточно ограничить верхний предел импеданса величиной порядка

ЬП

10 «< я Ч-, где обозначения

Чп у физических величин прежние.

Оба условия легко удовлетворить с помощью выбора соответствующего диаметра зерен сферического микропорошка и толщины дна стакана. Таким образом, при условии

АП ЬП (Е c — — — —.

10-а У Ч,, 10-4 процесс растворения Не в теплообменнике оказывается подавленным и практически не снижает поток жидкого Не.

У

Данный теплообменник может в принципе обеспечить выравнивание температур встречных потоков жидких фаз

Не и тем самым повысить полезную холодопроизводительность процесса растворения Не и получить более низкую э. конечную температуру.

Составитель В.П1аманаев

Техред Л.Олийнык Корректор M.Màêñèìèøèíåö,Редактор С.Титова

Заказ,. 4358 Тираж 553 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

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