Устройство для интенсификации теплообмена

 

Изобретение позволяет расширить область применения устройства. Устройство содержит систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов выполненных из двух частей 1 и 2, закрепленных на стержнях 3, установленных перпендикулярно к теплообменной поверхности 4. Каждая часть элементов имеет профиль крыла и жестко закреплена на стержнях концевой частью профиля. Части 1 и 2 элементов выполнены с различными характеристиками . 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 28 F 13/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

114 у:!

Е,;л - .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605550/06 (22) 14.11.88 (46) 30,03.91. Бюл. ¹ 12 (71) Киевский государственный университет им. Т.Г. Шевченко (72) А.П. Тесло и Ю.И. Шмаков (53) 621.565.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1334041., кл, F 28 F 13/12, 1986. (54) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА Ж,» 1638543 А1 (57) Изобретение позволяет расширить область применения устройства. Устройство содержит систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов; выполненных из двух частей 1 и 2, закрепленных на стержнях 3, установленных перпендикулярно к теплообмен ной поверхности 4. Каждая часть элементов имеет профиль крыла и жестко закреплена на стержнях концевой частью профиля. Части 1 и 2 элементов выполнены с различными характеристиками. 1 з. п. ф — лы, 3 ил.

1638543

10

30

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в различных теплообменниках с газожидкостным теплоносителем как при наличии границы раздела фаз, так и при ее отсутствии, Цель изобретения — расширение области применения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, на фиг. 2 — вариант исполнения при наличии на теплообменной поверхности жидкой пленки; на фиг, 3 — вариант устройства при движении жидкости и газа в одном направлении, вид сверху, Устройство содержит систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов, выполненных из двух частей 1 и 2, закрепленных на стержнях 3, установленных перпендикулярно к теплообменной поверхности 4, Каждая часть 1 и

2 элементов имеет профиль крыла и жестко закреплена на стержнях 3 концевой частью профиля, Кроме того, части 1 и 2 элементов выполнены с различными характеристиками.

Устройство работает следующим образом.

При движении жидкой пленки и неподвижного прилегающего газового потока проходит обтекание нижней части 1 элемента в виде крылового несимметричного профиля. При этом на элемент действует подъемная сила, направленная перпендикулярно вектору скорости U <, Подьемная сила, действуя на нижнюю часть 1 элемента, отклоняет его от исходного состояния, увеличивая угол атаки й. При этом в системе (стержень 3 и нижняя часть 1 элемента) вследствие упругой деформации появляются упругие силы, создающие момент относительно стержня 3, противоположный моменту, создаваемому аэродинамической силой.

При превышении критического угла атаки Q вследствие срыва потока происходит падение подьемной силы. Накопленная энергия упругости системы стержень 3— нижняя часть 1 элемента силой, направленной противоположно аэродинамической силе, возвращает элемент в исходное состояние, т. е. устанавливает его под углом атаки, меньшим критического. Таким образом, происходят колебания элемента. Вихри, срывающиеся с впереди расположенного элемента (вверх по потоку), также возбуждают колебания упруго закрепленной на стержне 3 части 1 элемента, что дополнительно турбулизует поток и очищает поверхность 4 от загрязнений.

При колебании под действием движущейся жидкой пленки нижней части 1 элемента как одно целое колеблется и верхняя часть 2, находящаяся над жидкой пленкой в неподвижном газе. Совершая колебания, верхняя часть 2 элемента перемещает находящийся над жидкой пленкой газ, турбулизируя .его и создавая в нем пульсирующее движение, Вследствие наличия турбулизированного и пульсирующего газового потока интенсифицируется теплообмен между движущейся жидкой пленкой и движущимся газовым потоком, что приводит к дополнительному снижению температуры жидкой пленки, увеличению разности температур между теплообменной поверхностью 4 и обтекающей ее жидкой пленкой и соответственно к дополнительной интенсификации теплообмена между ними.

При неподвижной пленке и движущемся над ней газовом потоке часть 2 элемента совершает колебания по вышеописанному методу, аналогично колебаниям нижней части 1, обтекаемой движущейся жидкостью.

Синхронно с колебаниями верхней части 2 элемента колеблется нижняя его часть 1, находящаяся в жидкости. При колебании нижней части 1 происходит поступательное движение жидкости, турбулизация и пульсирование, что интенсифицирует теплообмен между теплообменной поверхностью 4 и жидкой пленкой, Кроме этого, наличие движения жидкости и газа интенсифицирует теплообмен между жидкой пленкой и газовым потоком, снижает температуру жидкости и тем самым дополнительно интенсифицирует теплообмен за счет повышения разности температур между теплообменной поверхностью 4 и жидкой пленкой, Изменяя геометрические характеристики нижней 1 и верхней 2 частей элементов (относительную толщину, форму поперечного сечения, длину хорды, угол атаки), можно регулировать скорости создаваемого движения как жидкости, так и газовой среды и тем самым регулировать теплообмен между теплообменной поверхностью 4 и жидкой пленкой.

Формула изобретения

1. Устройство для интенсификации теплообмена, содержащее систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов, выполненных из частей, закрепленных на стержнях, установленных перпендикулярно к теплообменной поверхности, о тл и чаю щее с я тем,что, с целью расширения области применения, элементы имеют профиль крыла и жестко закреплены на стержнях концевой частью профиля, 1638543

Составитель M.Êoñoðoòoâ

Техред M.Moðãåíòàë Корректор ИМуска

Редактор М.Товтин

Заказ 920 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101

2. Устройство пои. 1, о тл ича ю ще ес я тем, что каждая часть элементов выполнена с различными характеристиками про. филя.