Теплообменное устройство с регулируемым теплосъемом

 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, обеспечивающим стабилизацию температуры объектов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит теплопередающую стенку 1, имеющую полость, заполненную пористой капиллярной структурой 2, выполненной из слоев 3, 4, 5, 6, 7 и 8 с различным эквивалентным диаметром пор (ЭКДП), монотонно меняющимся в направлении, перпендикулярном стенке 1. К слоям 3 и 8 подключены источники промежуточных теплоносителей с различными коэффициентами теплопроводности и поверхностного натяжения. Источник теплоносителя с большим коэффициентом поверхностного натяжения в случае гидрофильной среды подключен к слою 8 с минимальным ЭКДП, а в случае гидрофобной среды - к слою 3 с максимальным ЭКДП. При изменении давления в емкости 9 промежуточные теплоносители перемещаются по пористой структуре 2 в направлении, перпендикулярном стенке 1, равномерно заполняя слой структуры 2 по всей высоте стенки 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 (112

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

iIO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4327664/24-06; 4327666/24-06 (22) 02.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. ¹ 20 (71) МВТУ им. Н.Э. Баумана (72) А.В. Курпатенков, В.M. Поляев, А,Л. Синцов и В.Ф. Сухоставец (53) 621.565.94(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1223009, кл. F 28 D 7/00, 1984. (б4) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО С РЕГУЛИРУЕМЫМ ТЕПЛОСЪЕМОМ (57) Изобретение относится к тепло обменным аппаратам, обеспечивающим стабилизацию температуры объектов.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит теплопередающую стенку 1, имеющую полость, заполненную пористой .капиллярной структурой 2, выполнен(5I2 4 Р 28 Р 13/14, F 28 D 7/00,15/00

2 ной из слоев 3,4,5,6,7 и 8 с различным эквивалентным диаметром пор (ЭКДП), монотонно меняющимся в направлении, перпендикулярном стенке 1, К слоям 3 и 8 подключены источники промежуточных теплоносителей с различными коэффициентами теплопроводности и поверхностного натяжения.

Источник теплоносителя с большим коэффициентом поверхностного натяжения в случае гидрофильной среды подключен к слою 8 с минимальным ЭКДП, а в случае гидрофобной среды — к слою

3 с максимальным ЭКПП. При изменении давления в емкости 9 промежуточные теплоносители перемещаются по.пористой структуре 2 в направлении, перпендикулярном стенке 1, равномерно -12 заполняя слой структуры 2 по всей высоте стенки 1. 1 ил. з 1483235 4

11зобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в различных установках для стабилизации температуры объекта.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже приведена схема тепло"обменного устройства с регулируемым теплосъемом. 10

Устройство содержит теплопередающую стенку 1, имеющую полость, saполпенную пористой проницаемой структурой 2. Пористая структура 2 выполнена из слоев 3-8 с различным экви- 15 валентным диаметром пор (ЭКДП), монотонно меняющимся в направлении, перпендикулярном стенке 1. Слои 3-8 могут быть выполнены пз металлической сетки или листового пористого 20 металла, С увеличением номера слоя его ЭКДП уменьшается. К слоям 3 и 8 подключены источники промежуточйых теплоносителей с различными коэффициентами теплопроводности и поверх- 25 постного натяжения. При использовании в качестве промежуточного теплоноснтеля с большим коэффициентом поверхностного натяжения гидрофильной среды емкость 9 с данной. средой (Mo- 30 гут быть использованы вода, этанол, метанол, расплавленные металлы и т,п,) подключена к слою 8 через кол-лектор 10. Емкость 9 соединена с системой подачи газа вытеснения, состоя- 35 щей из баллона 11, редуктора 12, запорных элементов 13, 14 II регулятора расхода 15, К слою 3 при этом через коллектор 16 подключен источник промежуточного теплоносителя с .меньшим 40 коэффициентом поверхностного натяжения — емкость 17 с газом. При использовании II качестве теплоносителя с большим коэффициентом поверхностного натяжения гидрофобной среды емкость

9 подключена к слою 3, а емкость, 17 — к слою 8 °

Устройство работает следующим образом.

В случае использования гидрофильной среды в качестве промежуточного теплоносителя с большим коэффициентом поверхностного натяжения для увеличения теплосъема с помощью редуктора 12 повышают давление в емкости 9 и данная среда поступает в коллектор 10, растекаясь по всей высоте слоя 8, Затем среда поступает в слой 7, также равномерно растекаясь по его высоте и вытесняя газ в емкость 17. При этом, тепловое сопротивление стенки 1 уменьшается. Если в результате некоторого случайного процесса гидрофильная среда попадает в слой с большим

ЭКДП, а слой с меньшим ЭКДП при этом . будет незаполнен, то под действием капиллярных сил она переместится в слой с меньшим ЭКДП, Для уменьшения теплосъема редуктором 12 снижают давление в емкости 9. Как только давление среды в емкости 9 станет меньше давления газа в емкости 17, газ начнет вытеснять гидрофильную среду последовательно из слоев 3-8, увеличивая тепловое сопротивление стенки l.

При использовании гидрофобной среды в качестве промежуточного теплоносителя с большим коэффициентом поверхностного натяжения для увеличения теплосъема также с помощью редуктора 12 повышают давление в емкости

9 и среда поступает в коллектор 16, равномерно растекаясь по высоте слоя

3 с большим ЭЩП, Затем среда поступает в следующий слой, также равномерно растекаясь по его высоте. Тепловое сопротивление стенки 1 при этом . уменьшается, Дпя уменьшения теплосъема давление в емкости 9 снижают, с» и газ, подаваемый в слой 8, начнет. вытеснять среду последовательно из слоев пористой структуры, увеличивая тепловое сопротивление стенки 1, Использование изобретения позволяет организовать движение промежуточных теплоносителей через пористую проницаемую структуру в направлении, перпендикулярном стенке равномерно по всей ее высоте, что позволяет уменьшить градиент температуры вдоль стенки 1, температурные напряжения как в самой стенке 1, так и в местах ее соединения с другими элементами конструкции, и следовательно, экс- плуатационную надежность устройства, Формула изобретения

Теплообменное устройство с регулируемым теплосъемом содержащее теплообменные элементы, разделенные стенкой, имеющей полость, заполненную пористой проницаемой структурой и подключенную к источникам промежуточных теплоносителей с различными коэффициентами теплопроводности, о т л и1483235

Составитель М. Косоротов

Редактор И. Сегляник Техред М. Дидык . Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2812/35 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"., r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,f0f ч ающе е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, пористая проницаемая структура. выполнена из слоев с различным эквивалентным диаметром пор, монотонно меняющимся в направлении, перпендикулярном стенке, а в качестве промежуточных теплоносителей выбраны среды с различными коэффициентами поверхностного натяжения, источники которых подключены к противоположным слоям структуры с максимальным и минимальным эквивалентным диаметром пор, причем источник теплоносителя с большим коэффициентом натяжения в случае гидрофильной стрелы подключен к слою с минимальным эквивалентным диаметром пор, а в случае гидрофобной среды— к слою с максимальным эквивалентным диаметром пор,