Испаритель

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, преимущественно в условиях переменной гравитации и ориентации. Цель изобретения - повышение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки. Поставленная цель достигается путем выполнения на наружной поверхности теплообменных трубок 9 продольных канавок 12. Кроме того, со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки 9 покрыты последовательно слоем пористого лиофильного фитиля 15, тонкопористым лиофобным покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными сетчатыми проставками 18 с продольными по ходу хладагента гофрами. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ ПЮТ ССОР

1 (61) 1273699 (21) 4352802/23-06 (22) 08.12.87 (46) 23.08.89. Бюл. У 31 (71) Новополоцкий политехнический институт им.Ленинского комсомола

Белоруссии (72) В.А.Майоров, В.М.Поляев, Л.ЛсВасильев и А.Л.Магдесьян (53) 621.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1273699, кл. F 25 В 39/02, 1986. (54) ИСПАРИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, пре.,SU. !502 1 А 2 дц 4 F 25 В 39/02 F 28 D 5/00

2 имущественно в условиях переменной гравитации и ориентации. Цель изобретения — повышение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки. Поставленная цель достигается путем выполнения на наружной поверхности теплообменных трубок 9 продольных канавок 12. Кроме того, со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки 9 покрыты последовательно слоем пористого лиофильного фитиля 15, тонкопористыи лиофобныи покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными сетчатыми проставками 18 с продольными по ходу хладагента гофрами.

4 ил.

3 1502921

Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано для охлаждения теплоносителя в системах терморегулирования объектов, преимущественно в условиях переменной rpaвитации и ориентации, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. Р 1273699.

Целью изобретения является повышение производительности испарителя в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки.

На фиг.1 изображен схематически испаритель со снятой передней стенкой, общий вид; на фиг.2 — сечение

А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.2.

15

Исйаритель содержит корпус 1, кол- 20 лекторы подвода 2 и отвода 3 горячего теплоносителя, распределительный коллектор 4 хладагента и коллектор

5 отвода пара. Внутри корпуса 1 размещена теплообменная насадка 6, отделенная от коллектора 4 подвода хладагента сплошной стенкой 7, а от

25 коллектора 5 отвода пара — перегородкой 8. Теплообменная насадка содержит плоские теплообмениые трубки 9

30 для протока охлаждаемого теплоносителя, внутри которых размещены гофрированные пластины 10 с продольными по ходу теплоносителя гофрами. Со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке (по ходу хладагента) на поверхности трубок 9 выполнены продольные (по ходу хладагента) канавки 12. У теплообменных трубок 9 начальные концы 13 выходят сквозь стенку 7 в коллектор 4, а конечные концы 14 загнуты внутрь межтрубных

40 каналов 11. Со стороны межтрубных каналов 11 на начальном участке трубки

9 покрыты последовательно слоем пористого лиофильного фитиля 15, тонкопористым лиофобным покрытием 16 и сеткой 17, прижатыми к поверхности трубок 9 гофрированными упругими спеченными многослойными сетчатыми проставками 18 с продольными по ходу

50 хладагента гофрами. На конечном участке трубки 9 покрыты слоем пористого лиофильного фитиля 19, толщина которого равна сумме толщин слоев 15-17, и также прижатого проставками 18. В зоне границы начального и конечного

55 участков, где оканчиваются продольные канавки 12, пористые лиофильные фи4 тили 15 и 19 пропитаны герметиэирующим составом 20. На выходе межтрубных каналов 11 установлены выгнутые внутрь каналов навстречу парокапельному потоку проницаемые перегородки 21, покрытые спереди слоем 22 пористого лиофобного материала. Стрелками показаны направления течения хладагента и охлаждаемого теплоносителя.

Испаритель работает следующим образом.

Горячий теплоноситель подается в коллектор 2, проходит внутри плоских трубок 9, отдает теплоту через стенку испаряющемуся внутри фитилей 15 и

19 хладагенту и охлажденный выходит через отводящий коллектор 3. Жидкост« ный хладагент из распределительного коллектора 4 под действием постоянного давления подачи по канавкам 12 на выступающих концах 13 теплообменных трубок 9 проходит сквозь стенку

7 и затем из канавок 12 раздается по слою фитиля 15 на начальном участке теплообменных трубок 9. Внутри фитиля 15 хладагент поглощает передаваемую от горячего теплоносителя теплоту и кипит. Поток пара с микрокаплями из слоя фитиля 15 подходит к слою тонкопористогь лиофобного материала, который отделяет от парокапельного потока микрокапли жидкости, диаметр которых больше размера пор тонкопористого лиофобного материала. Слой удерживает также избыточный жидкостный хладагент от вылива иэ фитиля

15 в режимах при пониженных тепловых нагрузках. Через слой тонкопористого лиофобного покрытия проходит поток пара с микрокаплями жидкости, диаметр которых меньше размера пор этого материала. Герметизирующий состав 20 исключает подачу хладагента из канавок 12 и слоя фитиля 15 в слой фитиля 19. Парокапельная смесь движется по межтрубным каналам 11. Здесь микрокапли частично улавливаются пористым лиофильным материалом проставок

18 и в виде жидкости транспортируются вдоль проставок 18 к конечному участку каналов 11, где жидкостный хладагент впитывается из материала проставок 18 в слой фитиля 19 в точках их контакта. На выходе мектрубных каналов 11 происходит разделение парокапельного потока. Пар проходит сквозь слой 22 пористого лиофобного материала и поддерживающую формула изобретения

Испаритель по авт. св. It 1273699, отличающийся тем, что, с целью повьшюиия проиэводительнос ти в условиях изменяющейся во време25 ни тепловой нагрузки, на начальном участке теплообменных трубок на их наружной поверхности выполнены продольные канавки, а поверх пористого лиофильного фитиля размещены слои

30 пористого лиофобного материала и прижимная сетка.

5 150292

его проницаемую перегородку 21 в паровой коллектор 5. Микрокапли жидкости задерживаются слоем 22 пористого лиофобного материала, постепенно увеличиваются за счет их слияния и сносятся под действием потока пара по слою 22 на слой фитиля 19. Здесь они впитываются фитилем 19 и в виде жидкости транспортируются внутри фитиля

19 вдоль греющей поверхности трубок

9 обратно навстречу парокапельному потоку в межтрубных каналах. Внутри фитиля 19 хладагент испаряется.

Относительная длина конечного 15 участка теплообменных трубок приблизительно равна массовой доле капель жидкости в парокапельном потоке, вытекающем на начальном участке сквозь и слой лиофобного пористого покрытия, Наиболее подходящим материалом для фитиля 15 является сетчатая структура, состоящая из двух прилегающих к поверхности трубок 9 медных сеток возможно меньшего размера ячейки (10 или 40 мкм) и двух внешних сеток с ячейкой 100-130 мкм. Все эти сетки припрессовываются и припекаются к теплообменной трубке 9, на которой предварительно нарезаны канавки 12.

При таком изготовлении фитиля 15 его

1 6 конец может быть вместе с концом 13 трубки 9 выведен в коллектор 4. Пористый лиофобный слой может быть выполнен, например, иэ пленочного пористого фторопласта или полиэтилена толщиной О, 10-0,20 мм минимально возможного размера пор (5-15 мкм).

Такое выполнение испарителя позволяет повысить производительность эа счет увеличения в 2-3 раза допустимой тепловой нагрузки на единицу а теплообменной поверхности при одновременном повышении надежности работы в условиях изменяющейся во времени тепловой нагрузки.

1502921

12 15 16

Фиг. 3

Составитель Н.Алексеева

Редактор Н. Бобкова ТехредЛ.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 5073/50 Тираж 462 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК!1Т СCCP

113035, Москва, Ж-75, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Глглрина, 101