Теплообменный элемент

 

ТЕППООВМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий по крайней мере два слоя. один из которых со стороны жидкого хладагента выполнен пористым, о т личающийся тем, что, с целью интенсификации теплосъема, пористый слой выполнен из лиофильного материала со сквозными порами и коэффициентом теплопроводности 0,00005-0,0005 кал/град,см/с, а остальные слои вьтолнены из материала с коэффициентом теплопроводности 0,1-17- кал/град-см-с. (Л С о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUHII5

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ саимаепвт" гаг fAv8ys) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3605394/24-06 (22) 10.06.83 (46) 07.09.84. Бюл. У 33 (72) 10.И. Гаврилин и В.Т. Хрущ (53) 621.565.58(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 724974, кл. С 01 N 1/22, 1978.

2. Патент Англии У 1256300, кл. Р 28 F 21/00, 1968. (54)(57) ТЕПЛООБИЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий по крайней мере два слоя, . SU „1112216 „, А зШ F 28 D 5/00; F 28 F 21/00 один из которых со стороны жидкого хладагента выполнен пористым, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплосъема, пористый слой выполнен из лиофильного материала со сквозными порами и коэффициентом теплопроводности

0,00005-0,0005 кал/град.см.с, а остальные слои выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности

0,1-17 кал/град см с.

1112216

Изобретение относится к теплообменным элементам и может быть использовано в криогенном пробоотборном устройстве, а также в конденсаторахиспарителях криогенной техники и в 5 теплообменных аппаратах, где в качестве хладагента используются жидкости в режиме изменения агрегатного состояния жидкость — пар °

Известен трубчатый теплообменный элемент криогенного пробоотборного устройства, омываемый жидким хладагентом — азотом. Трубки теплообменного элемента с межтрубным кипением жидкого хладагента имеют со стороны . кипения гладкую структуру поверхности P1) .

Известен также теплообменный элемент, содержащий по крайней мере два слоя, один из которых со стороны 20 жидкого хладагента выполнен пористым.

Технология изготовления пористого слоя такова, что его теплопроводность примерно равна теплопроводности покрываемого материала, и термическое сопротивление на границе материал — пористый слой практически недопустимо (2) .

Недостатком указанных теплообменных элементов является низкая интен- 30 сивность теплообмена.

Целью изобретения является интенсификация теплосъема.

Поставленная цель. достигается тем, что в теплообменном элементе, содержащем по крайней мере два слоя, один из которых со стороны жидкого хладагента выполнен пористым,порис тый слой выполнен из лиофильного материала со сквозными порами и ко- 4О эффициентом теплопроводности

0,00005-0,0005 кал/град.см с, а остальные слои выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности

0,1-17 кал/град см с.

На чертеже изображен предлагаемый теплообменный элемент.

Теплообменный элемент содержит два слоя, один из которых со стороны жидкого хладагента 1 выполнен порис- зо тым из лиофильного материала 2 со сквозными порами и коэффициентом теплопроводности 0,000050,0005 кал/град см с, а остальные слои выполнены из материала с коэф- Я фициентом теплопроводности 0,117 кал/град см с. Пористый слой отделяет теплопередающую поверхность 3 от жидкого хладагента 1 и на нем сформирована область 4 локализованного перегрева. Теплопередающая поверхность может быть любой формы.

Теплообменный элемент работает следующим образом.

К теплопередающей поверхности 3 элемента через сквозные поры (не обязательно сквозные) лиофильного материала 2 поступает жидкий хлад агент 1. За счет теплообмена с поверхностью 3 жидкий хладагент 1 перегревается в области 4 локализованного перегрева. Наличие лиофиль-!

:ного материала 2 препятствует конвективному переносу. тепла по всему объему жидкого хладагента, в результате чего перегрев в области 4 снимается пузырьковым кипением хладагента 1 в этой области, тем самым интенсифицируется процесс теплосъема, особенно при низких температурных напорах Т<3 . Выход газовых пузырьков о обеспечивается через поры в лиофильном материале 2, через которые поступает к поверхности 3 жидкий хладагент 1. Поэтому размер пор, плотность материала, его толщина и плотность прилегания к поверхности 3 подбирается опытным путем по максимальному пузырьковому кипению или же, например, по максимальной скорости конденсации воздуха. Выход газовых пузырьков из области 4 может происходить также и вдоль теплоотделяющей поверхности 3 благодаря неплотному прилеганию к ней лиофильного материала 2.

В качестве лиофильного материала 2 может служить большой круг различных материалов, как, например, асбестовая нить с коэффициентом теплопроводности 0,0004 кал/град.см с, которая наматывается на трубку трубчатого теплообменника, или асбестовая ткань с коэффициентом теплопроводности

0,0003 кал/град см с, а также хлопковая ткань с коэффициентом теплопроводности 0,00004 кал/град см с.

Частично заменяет такой лиофильный материал слой инея с коэффициентом теплопроводности 0,0005 кал/град см с, который можно накопить на теплообменной поверхности. При этом слой, кон. тактирующий с сжижаемым газом, а также возможные промежуточные слои имеют теплопроводность от 0,1 кал/град.смк (в случае использования сплавов, например, типа 1ЗН2ХА; 15ХА; 20Х) до

12216

Составитель Ж. Можаева

Редактор Т. Кугрышева Техред А .Ач Корректор,М. Демчик

Заказ 6443/26 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

3 11

17 кал/град см.с (в случае использования серебра).

Наибольшую интенсификацию теплосъема (не менее чем в 3 раза) дает угольноволокнистый материал УМВ, что, вероятно, не является пределом. Примерно в 2,5 раза повышает интенсификацию теплосъема асбест и в 2 раза иней и некоторые платяные ткани.

Эти значения даны для гладкой неразвитой теплообменной поверхности.

Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемого теплообменного элемента, возникает за счет интенсификации теплосъема.