Центробежная аксиальная тепловая труба

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ7ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>700771

t + . . ° (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010676(21) 2366812/24-06 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

F 28 D 15/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621. 565. . 58 (088.8) Опубликовоно 303.179. Бюллетень Hо 44

Дата опубликования описания 3011.79 (72) Авторы

ИЗОЯрЕтЕИИя Л.Л.Васильев, В.М.Богданов, С.В.Конев и В.В.Хроленок

I (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. A.Â.Ëûêoíà

AH Белорусской CCP (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ АКСИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к теплообменным установкам и может быть использовано в аппаратах с тепловыми трубами, вращающимися вокруг центральной оси, например в теплообменниках, в которых требуется поддержание постоянной температуры из теплообменивающихся сред (в зоне конденсации) за счет обеспечения постоянства температуры паров рабочего тела.

Известна центробежная аксиальная тепловая труба с периферийной зоной испарения и центральной зоной конденсации, содержащая корпус, частично заполненный жидким теплоносителем flj.

Недостатками данной тепловой трубы являются невозможность поддержания постоянной температуры в зоне испарения и.температуры паров рабочего тела при изменении тепловой нагрузки, что имеет существенное значение при подогреве термочувствительных жидкостей, термостабилизации различных приборов и аппаратов.

Цель изобретения заключается в обеспечении саморегулирования температуры в зоне испарения.

Указанная цель достигается тем, .что корпус разделен на рабочую и вспомогательную полости поперечной перегородкой с отверстиями, на которой укреплен экран, размещенный в рабочей полости и образующий осевой зазор с торцовой стенкой корпуса, а в отверстия перегородки, размещенные снаружи экрана, помещен капиллярно-пористый материал, что вспомогательная полость может быть выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к перегородке; что экран может быть выполнен в виде полого усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к перегородке, и что экран может быть выполнен из капиллярнопористого материала.

На фиг.1 изображена описываемая тепловая труба; на фиг.2 — разрез

A-A на фиг.1..

Центробежная тепловая труба с периферийной зоной 1 испарения и центральной зоной 2 конденсации содержит корпус 3, частично заполненный теплоносителем. В зоне 1 испарения корпус 3 разделен на рабочую и вспомогательную полости

4 и 5 поперечной перегородкой 6 с отверстиями 7, на которой закреплен экран 8, размещенный в рабочей

700771

25 полости 4 и образующий осевой зазор с торцовой стенкой корпуса 3, а в отверстия перегородки 6, размещенные снаружи экрана 8 помещен капил-, лярно-пористый материал 9. Вспомогательная полость 5 выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к перегородке 6, и кроме того, экран выполнен из капиллярно-пористого материала. Полость 5 заполнена инертным газом.

По оси корпуса 3 размещена трубка

10 и по ней циркулирует хладагент, Тепловая труба работает следующим образом.

При подводе тепла к зоне 1 испаре- 5 ния теплоноситель испаряется и пары движутся вдоль экрана 8, выполненного из капиллярно-пористого материала в зону 2 конденсации. За счет передачи тепла от хладагента, циркулирующего через трубку 10, происходит конденсация паров теплоносителя. Капли конденсата центробежными силами отбрасываются на экран 8, проходят через него и снова возвращаются в. зону 1 испарения, Для достижения поставленной цели необходимо поддерживать постоянство граничных условий на стенке трубки 10, по которой циркулирует жидкий хладагент (температуру 30 и расход хладагента на входе в трубке 10) .

При заданном и постоянном тепловом потоке в зоне испарения в корпусе 3 устанавливается давление па- 35 ров теплоносителя, равное давлению инертного газа. В полости 5 граница раздела инертный газ — пары теплоносителя занимает постоянное положение в рабочей полости 4 корпуса 3 меж-40 ду пористым экраном 8 и поверхностью трубки 10 в зоне 2 конденсации. При изменении теплового потока (например,. уменьшении) в зоне 1 испарения давление паров теплоносителя в рабочей 45 полости 4 уменьшится и часть инертного газа перетекает из полости 5 через отверстия 7 в зону 2 Конден=-ации. Граница раздела инертный гаэ - пары теплоносителя сдвигается вправо, а часть поверхности зоны

2 конденсации будет покрыта инертным газом. Коэффициент теплоотдачи конденсации в этом месте резко уменьшится и, как следствие этого уменьшится количество тепла, передаваемого теплоносителю в зоне конденсации. Давление паров теплоносителя возрастет и соответственно увеличится температура насыщения паров теплоносителя и температура стенки в зо- 60 ,не 1 испарения.

В случае увеличения теплового потока в зоне 1 испарения давление паров теплоносителя возрастет,; граница раздела пар-газ переместит- 65 ся влево за счет перетока части инертного газа в полость 5 через отверстия 7. Поверхность теплообмена в зоне 2 конденсации возрастет, что приводит к увеличению теплового потока от пара к хладагенту в зоне 2 конденсации и соответственно снижению давления насыщенного пара .и температуры стенки в зоне 1 испа.рения.

Выполнение полости 5 в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к отверстиям, позволит отводить жидкий теплоноситель, попадающий при работе трубы в полость

5 через отверстия 7 с капиллярнопористым материалом. Капиллярнопористый материал 9 смочен теплоносителем, будет обладать значительным гидравлическим сопротивлением для инертного газа и надежно предотвратит при работе тепловой трубы . переток газа через отверстия 7.

Необходимо отметить, что надежность работы тепловой трубы обеспечивается за счет того, что пористый экран 8,смоченный жидкостью

t является непроницаемым для инертного

1газа.

Применение данной тепловой трубы позволит надежно поддерживать температуру стенки в зоне испарения на заданном уровне.

Формула изобретения

1. Центробежная аксиальная тепловая труба с периферийной зоной испарения и центральной зоной конденса,ции,содержащая корпус, частично заполненный жидким теплоносителем, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения саморегулирования температуры в зоне испарения, корпус разделен на рабочую и вспомогательную полости поперечной перегородкой с отверстиями, на которой укреплен экран, размещенный в рабочей полости и образующий осевой зазор с торцовой стенкой корпуса, а в отверстия перегородки, размещенные снаружи экрана, помещен капиллярно-пористый материал.

1.Труба по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что вспомогательная полость выполнена виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к перегородке.

3. Труба по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что экран выполнен. в виде йолого усеченного конуса, меньшее основание которого обращено к перегородке.

4. Труба по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что экран выполнен из капиллярно-пористого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9461295, кл ° F 28 D 15/00, 1971.

700771

Составитель В.Латышев

Техред Л Алферова Корректор Е. Папп

Редактор Л. Гольдина

Закаэ 7373/33

Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам иэобретений и открытий

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

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