Канал для перемещения теплоносителя

 

Изобретение Моб. использовано в теплобменных устройствах с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористой проницаемой структуры. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления канала . Пористая вставка, установленная в канапе с перекрытием сечения, выполнена , с переменной по длине канала пористостью (П), При этом удельная поверхность вставки по длине кАн§ла увеличивается при уменьшающейся П .и уменьшается при увеличивающейся П. Изменение П и удельной поверхности компенсируют изменения вязкости кости и газа, которые могут в случае постоянных П и удельной поверхности привести к росту гидравлического сопротивления канала. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 F 28 Э 17/02

Ч ,!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3744505/24-06 (22) 22.05.84 (46) 15.01.88 ° Бюл. У 2 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.Л.Синцов, И.N.Ïîëÿåâ и А.В,Курпатенков (53) 621.565.94(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

У 512364, кл. F 28 D 17/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 731263, кл. F 28 D 17/02, 1978. (54) КАНАЛ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТЕПЛОНОСИ ТЕЛЯ (57) Изобретение м.б. использовано в теплобменных устройствах с интенсифицирующими вставками в каналах, вы„„SU„„1366850 А1 полненными из пористой проиицаемой структуры. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления канала. Пористая вставка, установленная в канале с перекрытием сечения, выполнена.с переменной по длине канала пористостью (П) ° При этом удельная поверхность вставки по длине канала увеличивается при уменьшающейся П и уменьшается при увеличивающейся П, L Изменение П и удельной поверхности

/ компенсируют изменения вязкости жид кости и газа, которые могут в случае постоянных П и удельной поверхности привести к росту гидравлического сопротивления канала. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

136

Изобретение относится к энергетическому, химическому и транспортному машиностроению и может использоваться в теплообменных устройствах с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористой проницаемой структуры.

Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления канала.

На фиг.l изображен газожидкостной теплообменник, продольный разрез; на фиг.2 — канал для испарения жидкости.

Теплообменник типа "труба в тру6e" содержит внутреннюю 1 и наружную

2 трубы с центральным 3 и кольцевым

4 каналами. Кольцевой канал 4 закрыт с торцов крышками 5. В.каналах

3 и 4 установлены с перекрытием сечения пористые вставки с переменной по длине канала пористостью. 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 пористость пластин 6-11 либо монотонно возрастает, а удельная поверхность убывает, либо наоборот: пористость пластин 6-11 монотонно убывает, а удельная поверхность возрастает.

Аналогично изменяются пористость и удельная поверхность пластин 12-17 в канале 4.

Канал 18 для теплоносителя изменяющего в процессе перемещения агрегатное состояние (конденсации пара) состоит из трубы 19, в которой установлена пористая проницаемая вставка с переменной по длине канала пористостью. Вставка выполнена в виде пакета пластин 20-25. С целью снижения гидравлического сопротивления канала пористость пластин по длине канала вначале убывает (например, пластин

20,21 и 22), а удельная поверхность возрастает, а затем пористость пластин возрастает (например, пластин

23-25), а удельная поверхность убывает. Таким образом, пористость встав ки в канале 18 имеет минимальное зна чение в сечении, расположенном на участке между входным 26 и выходным

27 сечениями.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемый газ с массовой скоростью (ч) перемещается по каналу

6850 2

4. Жидкость с массовой скоростью (yv) перемещается по каналу 3.

Тепло передается от жидкости к пластинам 6-11, далее через стенку -. пластинам 12-17, а от них — потоку газа (pv) ..идравлическое сопротивление вставки в канале 3 равно

10 р, - p,+ p(pv) l (pv)>R 1Т/р (l) где 1, р — постоянные для данного материала величины;

Ь вЂ” толщина вставки;

1r R — газовая постоянная;

Т, р — температура и давление;

7 вязкость Газа

Учитывая, что вязкость газа растет с увеличением Т, увеличивается и лр, 2О что видно из формулы (1). С другой стороны, коэффициент Ы пропорционален $ /f."", а коэффициент р — Я"(E"(k, k,, п, n, — величины, не меньшие единицы). Изменения пористости и удель25 ной поверхности пластин 12-17 ком- пенсируют это увеличение, т.е. суммарное гидравлическое сопротивление канала 3 снижается.

Для жидкости вязкость растет с

30 уменьшением температуры. Поэтому гидравлическое сопротивление вставки в канале. 4 растет с падением температуры, что видно из следующей модификации формулы (1):

ЗВ Р . =Г Р„+ р ()„7

Изменения пористости и удельной поверхности компенсируют возраста40 ННе Ь р °

Предлагаемый теплообменник можно использовать и для охлаждения потока газа (gv)> и для нагрева потока жидкости (р )„, для чего надо поменять

4 направления движения указанных теплоносителей.

Канал 18 для испарения жидкости работает следующим образом. Со стороны стенки подводится тепловой поток

Жидкость, подаваемая в канал 18 со стороны сечения 26 с массовой скоростью (pv), нагревается в пластинах

20-25, испаряется в пластине 22, далее пар нагревается в пластинах 23-25. Изменения пористости и удельной поверхности компенсируют изменения вязкости жидкости и газа, которые согласно формулам (1) и (2) могут при постоянных .пористости и удельной по1366850 верхности привести к росту гидравлического сопротивления канала. Без изменений данный канал можно использовать для конденсации газа (пара).

При этом тепловой поток Я снимается со стенки канала 18.

Формула изобретения

1. Канал для перемещения тепло.носителя, содержащий установленную в нем с перекрытием сечения пористую вставку с переменной по длине канала пористостью, отличающийся тем, что,. с целью уменьшения гидравлического сопротивления, вставка выполнена с увеличивающейся по длине канала удельной поверхностью при уменьшающейся пористости и с уменьшающейся по длине канала удельной поверхностью -при увеличивающейся пористости.

2. Канал по п.1, о т л и ч а ющ и. и с я тем, что при перемещении 25 нагреваемого газа вставка выполнена с пористостью, увеличивающейся в направлении движения газа.

3. Канал по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при перемещении нагреваемой жидкости вставка выполнена с пористостью, уменьшающейся в направлении движения жидкости.

4. Канал по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при перемещении охлаждаемой жидкости вставка выполнена с пористостью, увеличивающейся в направлении движения жидкости.

l . 5. Канал по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для теплоносителя, изменяющего в процессе перемещения агрегатное состояние, вставка выполнена с пористостью, имеющей максимальное значение в сечении, расположенном на участке между входным и выходным сечениями.

1366850

zs

1 1 1 фи®.2

Составитель В.Косенко

Техред М.Дидык Корректор М.Пожо т

Редактор Л.Повхан

Ф

Заказ 6824/40

Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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