Канал для перемещения теплоносителя

 

Изобретение м.б. использовано в теплообменных установках с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористого проницаемого материала. Цель изобретения - уменьшение гидравлического сопротивления канала. Пористая вставка, установленная в канале с перекрытием сечения, выполнена с переменной по ее длине удельной поверхностью (УП). УП вставки возрастает от входного сенения к выходному в случае перемещения нагреваемого газа и охлаждаемой жидкости и уменьшается в том же направлении при перемещении охлаждаемого газа и нагреваемой жидкости . При перемещении теплоносителя , изменяющего свое агрегатное состояние , вставка имеет максимальное значение УП между ее входным и выходным сечениями. Изменение УП компенсирует изменение вязкости газа и жидкости, которые могут привести к росту гидравлического сопротивления. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 F 28 D 17/02

I

1 ( (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! !

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3744505/24-06 (22) 22.05.84 (46) 15 ° 01.88. Бюл. Р 2 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.Л.Синцов, В.M.Ïîëÿåâ и А.В,Курпатенков (,53) 621.565.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11? 512364, кл. F 28 D 17/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

11? 731263, кл. F 28 D 17/02, 1978. (54) КАНАЛ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (57) Изобретение м.б. использовано в теплообменных установках с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористого проницаемого материала. Цель изобретения— уменьшение гидравлического сопротив„„SU„„139}849 А! ления канала. Пористая вставка, установленная в канале с перекрытием сечения, выполнена с переменной по ее длине удельной поверхностью (УП). УП вставки возрастает от входного сечения к выходному в случае перемещения нагреваемого газа и охлаждаемой жидкости и уменьшается в том же направлении при перемещении охлаждаемого газа и нагреваемой жид( кости. При перемещении теплоносителя, изменяющего свое агрегатное состояние, вставка имеет максимальное значение УП между ее входным и выходным сечениями. Изменение УП компенсирует изменение вязкости газа и жидкости, которые могут привести к росту гидравлического сопротивления.

2 ил.

)366849

Изобретение относится к энергетическому, химическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в теплообменных установках с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористого проницаемого материала.

Цель изобретения — уменьшение гидравлического сопротивления канала. 10

На фиг.1 изображен газожидкостный теплообменник, продольный разрез; на фиг ° 2 — канал для конденсации пара.

Теплообменник типа "труба в трубе" содержит внутреннюю 1 и наруж- 1 . ную 2 трубы с центральным 3 и кольцевым 4 каналами. Кольцевой канал закрыт с торцов крьппками 5.В каналах 3 и 4 установлены с перекрытием сечений пористые вставки с переменной по 20 длине канала удельной поверхностью.

Вставка в центральном канале 3 выполнена в виде пакета пластин 6-11, а в кольцевом канале 4 — в виде пакета пластин 12-17. С целью снижения гидравлического сопротивления канала удельная поверхность пластин 6-11 либо монотонно возрастает, либо убывает.Аналогично изменяется удельная поверхность пластин 12-17 в канале 4.

Канал 18 для теплоносителя, изменяющего в процессе перемещения агрегатное состояние (конденсация пара), состоит из трубы 19, в которой установлена пористая проницаемая вставка с переменной по длине канала удельной поверхностью. Вставка выполнена в виде пакета пластин 20-25. С целью снижения гидравлического сопротивления канала удельная поверхность плас- 40 тин по длине канала вначале возрастает (например, пластин 20-22), а затем удельная поверхность пластин убывает (например, пластин 23-25).

Таким образом, удельная поверхность 45 вставки в канале 18 имеет максимальное значение в сечении, расположенном на участке между входным 26 и выходным 27 сечениями.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемый газ с массовой скоростью (1 v), движется по каналу 4.

Жидкость с массовой скоростью (pv) бг, двнжется по каналу 3. Тепло предается от жидкости к пластинам 6-1), далее через стенку — пластинам 12-17, а от них — газовому потоку (рч), Гндравлическое сопротивление вставки в канале 3 равно

4Р =(Р,+ p(p v)q3 (p v) R ЬТ/р, (1) 1+ =Г р,. + P(pv) j v,b (2) Изменение удельной поверхности компенсирует возрастание )р .

Предлагаемый теплообменник можно также использовать для охлаждения потока (р ч)< газа и нагрева потока (р v), для чего достаточно поменять направления движения указанных теплоносителей.

Канал 18 для конденсации пара работает следующим образом.

Со стороны стенки отбирается тепловой поток Я. Пар, подаваемый в канал 18 со стороны входного сечения

26 с массовой скоростью (p v), охлаждается в пластинах 20-25, конденсируется н пластине 22, далее жидкость охлаждается в пластинах 23-25. Изменение удельной поверхности пластин в канале 18 компенсирует изменение вязкости пара (газа) и жидкости, которые в случае S = const, могут согласно формулам (1) и (2) привести к росту гидравлического сопротивления канала. Предлагаемый канал без изменений можно использовать для испарегде Ы, p — постоянные для данного материала величины;

Ь вЂ” толщина вставки;

R — газовая постоянная;

Т,р — температура и давление; вязкость газа.

Вязкость газа увеличивается с ростом температуры. Из формулы (1) видно, что это приводит к возрастанию гидравлического сопротивления

)р вставки. С другой стороны велиз

k чина с пропорциональна S, а величина p — S,);, п — константы, не меньше единицы). Изменение пористости пластин 12-17 компенсирует это увеличение, т.е. суммарное гидравлическое сопротивление канала 3 снижается.

Для жидкости вязкость растет с уменыпением ее температуры, т.е. гидравлическое сопротивление вставки в канале 4 увеличивается с падением температуры. Это видно из следующей модификации формулы (1):

3 !36684 ния жидкости. При этом тепловой поток

q подается к стенке трубы l9 °

Формула и э о б р е т е н и я

Канал для перемещения теплоносителя, содержащий установленную в нем с перекрытием сечения пористую вставку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, вставка выполнена с переменной по ее длине удельной поверхностью, причем при переме9

4 щении нагреваемого газа и охлаждаемой жидкости вставка выполнена с возрастающей от входного сечения к выходному удельной поверхностью, при перемещении охлаждаемого газа и нагреваемой жидкости вставка выполнена с уменьшающейся в том же направлении удельной поверхностью, а при перемещении теплоносителя, изменяющего свое агрегатное состояние, вставка имеет максимальное значение удельной поверхности на участке между ее входным н выходным сечениями.

1366849

Ю яд

7б

7)

Л?

27

1 1 1 фиГ2

Составитель В.Косенко

Редактор Л.Повхан Техред H.ÄèäütK Корректор М.Пожо

Заказ 6824/40 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4