Вращающаяся тепловая труба

 

ЭЙЛИ : ° мФенн :

ОУЗ (11) 567

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических ...Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 07.02.73 (21) 1881426/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 08.08.77 (51) М. Кл.- F 289 15/00

F 25В 19/02

F 25D 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.565.58 (088.8) (72) Авторы изобретения А. И. Борисенко, О. Н. Костиков, В. И. Чумаченко и А. И. Яковлев (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) ВРАЩАЮЩАЯСЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изоб1..тение относится к области теплотехники.

Известны вращающиеся тепловые трубы, содержащие герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, заполненный теплоносителем (1).

Недостатком таких вращающихся тепловых труб является необходимость достаточно толстой пленки теплоносителя, на поверхностях кипения и конденсации (в особенности при недостаточной чистоте и точности обработки внутренней полости трубы) для обеспечения нормальной работы тепловой трубы, При малой толщине пленки возможны нарушения работы тепловой трубы вследствие выброса жидкости с поверхности испарения при развитом пузырьковом кипении, нарушении целостности пленки на участке переноса при срыве ее паром и др.

Наличие же толстой пленки теплоносителя ухудшает условия конденсации на участке охлаждения и увеличивает температурный градиент трубы, так как отвод тепла от пара при конденсации идет через пленку жидкости с малой теплопроводностью. При большой толщине пленки также уменьшается количество тепла, передаваемое через единицу площади участка кондетгсации. Кроме того, в обычных вращающихся центробежно-осевых тепловых трубах центробежные силы направлены перпендикулярно к поверхности кипения, что затрудняет отрыв пузырей от поверхности и способствует развитию пленочного режима кипения.

5 Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности путем улучшения условий кипения и конденсации теплоносителя, уменьшения температурного напора и равномерного распределения конденсата по окруж10 ности корпуса.

Это достигается тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены продольные ребра, разделенные кольцевыми проточками на отдельные элементы; ребра по длине кор15 пуса имеют переменную высоту, увеличивающуюся в направлении от зоны испарения к зоне конденсации.

На фиг. 1 изображена предлагаемая вращающаяся тепловая труба, продольный раз20 рез; на фиг. 2 — то же разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1.

Труба кругового поперечного сечения состоит из корпуса 1 и торцовых заглушек 2.

В полость трубы залит жидкий теплоноситель

25 3. На внутренней поверхности трубы сделаны продольные ребра 4, высота которы.; увеличивается в направлении от зоны 5 испарения к зоне 6 конденсации. По длине трубы имеется несколько кольцевых канавок 7 (осевых раз30 рывов между ребрами).

567073

При вращении тепловой трубы вокруг своей оси жидкий теплоноситель центробежными силами распределяется равномерно по цилиндрической поверхности внутренней полости, причем вследствие переменной по длине высоты ребра жидкая пленка в зоне кипения покрывает ребра, а в зоне конденсации она размещается в пространстве между ребрами.

Наличие кольцевых канавок способствует равномерному распределению жидкости в трубе.

При нагреве одного конца трубы и охлаждении другого тепловой поток переносится теплоносителем в паровой фазе нз зоны 5 кипения в зону 6 конденсации, а возврат конденсата из зоны 6 в зону 5 обеспечивается центробежными силами.

Наличие ребер на внутренней поверхности тепловой трубы, выступающих в зоне конденсации из жидкой пленки, обеспечивает возможность конденсации пара непосредственно на поверхности ребра, а не на поверхности жидкой пленки. Это уменьшает температурный напор в зоне конденсации, так как теплопроводность ребра много выше теплопроводности пленки. Кроме того, наличие ребер улучшает условия конденсации. При конденсации на поверхности, параллельной действующим центробежным силам, пленка конденсата более эффективно эвакуируется с ребра центробежными силами.

Увеличивается количество тепла, передаваемое через единицу площади зоны конденсации. Наличие ребер в зоне кипения улучшает условия отрыва пузырьков от поверхности и препятствует наступлению пленочного режима кипения в связи с тем, что кипение на ребрах при вращении трубы эквивалентно кипению на вертикальной поверхности.

Кроме того, ребра при вращении увлекают жидкость и вращают ее вместе с трубой. Это дает увеличение скорости вращения всех слоев жидкости, особенно для жидкостей малой вязкости и жидкостей, плохо смачивающих поверхность трубы, что улучшает работу трубы при пониженных скоростях вращения.

Ф о р мул а из о бр ет ения

1. Вращающаяся тепловая труба, содержащая герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, заполненный теплоносителем, отл ич а ища я ся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности путем

2О улучшения условий кипения и конденсации теплоносителя, уменьшения температурного напора и равномерного распределения конденсата по окружности корпуса, :на внутренней поверхности последнего выполнены продоль25 ные ребра, разделенные кольцевыми проточками на отдельные элементы.

2, Труба по п. 1, отличающаяся тем, что ребра по длине корпуса имеют переменную высоту, увеличивающуюся в направлении

ЗО от зоны испарения к зоне конденсации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автор ское свидетельство СССР М 306321, кл. Г 25В 19/04, 1970.

567073

А -A

Фиг.2

Составитель В. Подносова

Техред А. Камышникова

Редактор И. Грузова

Корректор Л. Денискина

Заказ 1694/8 Изд. № 618 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, 34-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2