Способ интенсификации теплообмена

 

Изобретение относится к теплотехнике, а более точно к устройствам и процессам, связанным с интенсификацией теплообмена. Цель изобретения - выравнивание интенсивности теплообмена по длине канала. Способ интенсификации теплообмена заключается в установлении на входе канала источника колебаний давления, форма которых содержит в себе первую и вторую резонансные гармоники, сдвинутые по фазе на угол φ. Применение изобретения в теплообменных устройствах позволит повысить эффективность теплоэнергетических систем различного назначения при существенной экономии за счет уменьшения габаритов, веса и материалоемкости конструкций. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1 (g1)5 F 28 F 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНН11Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ CCCP (2 1) 4475452/24-06 (22) 15.08.88 (46) 07.11.90. Бюл. У 41 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б.М.Галицейский и А.А.Ноздрин (53) 621.565.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 13686 12, кл. F 28 Р 13/ 10, 1987. (эч) СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА (57) Изобретение относится к теплотехнике, а более точно к устройствам и процессам, связанным с интенсификаИзобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам и процессам, где необходимо интенсифицировать процессы теплообмена.

Цель изобретения — выравнивание интенсивности теплообмена по длине.

На фиг. 1 представлена схема пульсатора, реализующего колебания давления с двумя резонансными гармониками; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — распределение относительного коэффициента теплоотдачи пс длине канала при реализации в канале одновременно первой и второй резо- . нансной гармоник, сдвинутых по фазе на угол (f

Для проверки достоверности предлагаемого способа выравнивания неравномерности процесса теплообмена при резонансных колебаниях потока теплоносителя в канале проведено экспериментальное исследование процесса теп2 цией теплообмена. Цель изобретения— выравнивание интенсивности теплообмена по длине канала. Способ интенсификации теплообмена заключается в установлении на входе канала источника колебаний давления, форма которых содержит в себе первую и вторую резонансные гармоники, сдвинутые по фазе на угол с . Применение изобретения в теплообменных устройствах позволит повысить эффективность теплоэнергетических систем различного назначения при существенной экономии за счет уменьшения габаритов, веса и материалоемкости конструкций. 3 ил. лообмена при течении газового теплоносителя в цилиндрическом канале с внутренним диаметром и 29,4 мм и длиной 1 3240 мм. Форма сигнала колебания давления газового потока в канале создавалась механическим пульсатором.

Пульсатор представляет собой ротор 1 с радиальными отверстиями 2-4, через которые газ поступает в теплообменное устройство (канал).

Газ в пульсатор подается через отверстие крышки пульсатора во внутреннюю полость ротора., Привод пульсатора осуществляется от электродвигателя, обороты (частота колебания давления газа) которого регулируются изменением величины подачаемого напряжения электрического тока. Ротор пульсатора имеет три радиальных отверстия, расположенных под углом

90 . При такой схеме расположения

1605129

Побачи теплонасигпелл отверстий ротора в течение одного оборота в канале реализуется первая резонансная гармоника от отверстия 4 и вторая резонансная гармоника от отверстий 2 и 3.

Способ интенсификации теплообмена по длине канала при резонансных колебаниях теплоносителя состоит в следующем: устанавливают на входе в теплообменное устройство источник колебаний потока теплоносителя; источник колебаний теплоносителя должен обеспечивать форму сигнала колебания давления (скорости), которая содержит в себе первую и вторую резонансные гармоники, сдвинутые по фазе; посредством изменения частоты колебания потока теплоносителя настраивают систему (источник колебаний — теплооб20 менное устройство) на резонанс, соответствующий частоте первой гармоники., На фиг. 3 приведены результаты измерения распределения по длине.исследуемого канала относительного коэффициента теплоотдачи при наличии в сигнале колебания давления первой резонансной гармоники f = 59 Гц,и вто( рой f2 = 118 Гц.

Как следует из приведенной экспе- 30 риментальной зависимости, наблюдается, выравнивание интенсификации процесса теплообмена по длине канала, отсутствуют четко выраженные максимумы и минимумы относительного коэффициента теплоотдачи. Проведенные опыты подтверждают, что посредством подбора определенной формы колебания давления (скорости) теплоносителя в канале, содержащей две резонансные частоты, можно выравнивать (сглаживать) неравномерность процесса теплообмена при резонансных колебаниях.

Таким образом, предлагаемый способ интенсификации процесса теплообмена заключается в реализации. в канале теплообменного устройства определенной формы резонансных колебаний потока теплоносителя, содержащей в себе первую и вторую резонансные гармоники, сдвинутые по фазе одна относительно другой.

Изобретение может быть использовано при разработке и создании теплообменных устройств различного назначения (системы охлаждения энергетических и силовых установок, теплооб- . менные аппараты и т.д.), в которых необходимо увеличить интенсивность теплообмена.

Формула и з обретения

Способ интенсификации теплообмена в канале путем возбуждения колебаний теплоносителя с частотой первой резонансной гармоники, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью выравнивания интенсивности теплообмена по длине канала, в последнем одновременно возбуждают вторую резонансную гармонику, сдвинутую по фазе относительно первой, величиной 0 ср а Т/2.

1605129

g g Х(Л) 2,0

Составитель В.Кондратьев

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Л.Бескид

Редактор Е.Папп

Заказ 3448 Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!