Теплообменный элемент

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1241051

А1 (5D 4 F 28 F 1/08, 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Фиг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3835863/24-06 (22) 03 ° 01.85 (46) 30.06.86. Бюл. N - 24 (72) А.Г.Кузин, В.И.Шаранок и Е.И.Рыбалов (53) 621.565.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 708137, кл. Р 28 F 1/40, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1062500, кл. F 28 F 1/24, 1982. (54) (57) 1. ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий трубу с чередующимися конфузорными и диффузорными участками и контактирующую с наружной поверхностью трубы оребренную оболочку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, каждый участок в средней части имеет цилиндрическую вставку, а оболочка в зоне максимальных и минималь. ных сечений трубы имеет прямоугольные прорези, перемычки между которы ми изогнуты с образованием оребрения, 1241051 чении трубы, размещены с угловым смещением относительно перемычек, расположенных в смежных сечениях.

4. Элемент по пп. 1 -3, о т л ич а ю шийся тем, что оболочка в зонах цилиндрических вставок дополнительно снабжейа съемным оребрением в виде скрепленных между собой гофрированных полос °

2. Элемент по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что перемычки в зоне минимальных сечений трубы расположены от последней на большем рас; стоянии, чем в зоне максимальных сечений.

3. Элемент по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем; что перемычки, расположенные в одном поперечном сеВ

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для теплообменников систем принудительного жидкостного охлаждения, применяемых для обеспечения тепловых; режимов радиоэлектронной аппаратуры и в энергетической промышленности.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен теплообменный. 10 элемент, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг..1; на фиг. 3— теплообменный элемент с наружным съемным оребрением, которым могут быть снабжены цилиндрические вставки, 15

> поперечный разрез;. на фиг. 4 — заго товка в виде трубчатого элемента с прорезями для формообразования корпуса теплообменного элемента; на фиг. 5 1 гальванопластическая форма (модель) для формообразования диффузорно-конфузорных участков теплообменного элемента; на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 5.

Теплообменный элемент содержит трубу 1 с чередующимися конфузорными 2 и диффузорными 3 участками и контактирующую с наружной поверхностью трубы 1 оребренную оболочку 4.

Каждый участок в средней части имеет ЗО цилиндрическую вставку 5. Оболочка 4 в зоне максимальных. сечений 6 и . минимальных сечений 2 трубы 1 имеет прямоугольные прорези 8, перемычки 9 между которыми изогнуты с образованием оребрения. Перемычки 9 в зоне минимальных сечений 2 трубы 1 распо.ложены от последней на большем рас- . стоянии, чем в зоне максимальных сечений 6. Перемычки.9, расположен- 40 ные в одном поперечном сечении трубы, размещены с угловым смещением относительно перемычек, расположенных в смежных сечениях. Оболочка 4 в зо", нах цилиндрических вставок 5 снабжена съемным оребрением 10 в виде скрепленных между собой гофрированных полос. При использовании пружинного материала для изготовления полос разведенные концы могут образовь1вать пружинные зажимы для различных тепловыделяющих элементов.

Изготавливается элемент следующим образом.

Для изготовления (формообразования) корпуса оболочки 4 используют трубчатую заготовку (фиг. 4) со сквоз1 ными продольными прорезями .8, выполненными равномерно по окружности и расположенными группами вдоль трубы. Далее разогретую загс1товку деформируют (сжимают) в осевом направлении, при этом перемычки между прорезями также претерпевают деформацию и изгибаются, принимая V-образную форму. Далее вдоль заготовки производят дополнительный изгиб перемычек 9, например в каждой второй груп" пе, придавая им зигзагообразную форму, после чего формируют диффузорноконфузорные участки. Для этого внутрь заготовки вводят герметичную эластичную оболочку, например из силиконового каучука, которую подключают к магистрали со сжатым воздухом. Между, цилиндрическими вставками трубчатой заготовки в месте расположения

V-образных перемычек оболочка вздувается, а в местах расположения зиг« загообразных перемычек — принимает форму осесимметричного пережима; Да3 12410 лее трубчатую заготовку с герметич- 1 ной оболочкой заливают непроводящим материалом, например легкоплавкой пластмассой или парафином, после от- верждения которого оболочку удаляют с образованием гальванопластической формы (модели), при этом рабочая поверхность формы (фиг. 5) образована внутренней поверхностью цилиндрических участков трубчатого элемента и 10 поверхностью отвержденного непроводящего материала, расположенного между указанными цилиндрическими участками.

После этого на всю рабочую поверхность формы наносят токопроводящий 15 разделительный слой, обладающими высокими адгезионными и требуемыми теплофизическими и механическими свойст.вами. В качестве материала разделительного слоя может использоваться 2о серебро или медь, которые наносят химическим серебрением или меднением, после чего производят электроосаждение основного слоя с образованием корпуса теплообменной трубы, состоя- 25 щего по длине из диффузорно-конфузорных, участков.

Толщину основного слоя выбирают из условия обеспечения требуемой прочности и надежности работы (0,30,6 мм). После образования корпуса трубы непроводящий материал формы удаляют путем расплавления и отжига в водороде при 60О,С в течение 30 мнн

0 для очистки внутренних поверхностей и снятия внутренних напряжений.

Теплообменный элемент работает следующим образом.

Теплоноситель, проходя через тепло. обменный элемент, отдает его стенкам 40 ,часть тепла, .охлаждаясь при этом. При течении теплоносителя на диффузорных и конфузорных участках 2 и 3 генерируются вихри, расположенные в пристенном слое. Течением теплоносите51 . 4 ля внутри теплообменного элемента эти вихри переносятся в пристенном слое на цилиндрическую, вставку 5 канала и, постепенно диссипируя., затухают. Так как эти вихри на своем пути до затухания не встречают последующий диффузорный и конфузорный участки, то взаимодействия со следующим вихрем, образованным на этом последую. щем диффузорном и конфузорном участке, не происходит. Не происходит поэтому и взаимодействия с ядром потока, т.е. полностью реализуется энергия вихрей, которая затрачивается на интенсификацию теплообмена за счет искусственной турбулизации пристенного слоя потока теплоносителя. Дополнительная энергия к потоку теплоносителя в его ядре не подводится, что снижает общие затраты энергии на прокачку теплоносителя при одновременной интенсификации теплообмена в предлагаемой конструкции теплообменной трубы. Оребренная оболочка 4 имеет тепловой контакт с диффузорным и конфузорным (наиболее теплонагруженная часть) участками 2 и 3 трубы. Такйм образом, каждый участок трубы, на котором интенсифицирован внутренний теплообмен за счет искусственной турбулиэации, эффективно используется для теплообмена с наружной рабочей средой, например воздухом.

Съемная конструкция наружного оребрения 10, образованная полосами, позволяет в определенных пределах интенсифицировать теплообмен и регулировать теплоотдачу трубы, не изменяя потока теплоносителя, что также ðàñширяет эксплуатационные возможности.

При этом пружинные зажимы, образованные разведенными концами полос, позволяют производить фиксацию теплов деляющих объектов, выполняя при этом функцию теппоотводов.

1241051

1241051

Составитель О.Акимова

Редактор К.Волощук Техред Л.Олейник Корректор .Л «НКО

Заказ 3478/35 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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