Теплопередающее устройство

 

. ° ЮИЧф.ф г -отан 8 - т;. и.;Фбкая

QIl HCAHИ Е 67ОУИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ф» ф. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.08.75 (21) 2170083/24-06 с присоединением заявки № (51) М. К,.

Г 28D 15/00 по делам изобретений Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 621.565.58 (088.8) Н OTKPI ITHII

Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Автор изобретения

Л. Л. Васильев

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова (71) Заявитель (54) ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ГосУдаРственный комитет (23) 11р нор итет

Изобретение относится к области энергетики и может найти применение при конструировании различных теплообменных устройств. Оно может быть использовано также B качестве теплообменников в аппаратах нефтяной и газовой промышленности, при размораживании мерзлых почв, а также в металлургии, химической и машиностроитсльнои промышленности.

Известны теплопередающис устройства, содсржащис тепловую трубу с испарительнои, транспортной и конденсационной зонами> 110KpblTblMH каГ1илл11рно-пористым материалом 1). -1едостатком известных устройств является знач11тельнос термическое сопротивление, превышающее термическое сопротивление тепловых труб классического типа, предназначенных для раооты в условиях невесомости, а также наличие оольших перепадов температуры между испарительной и кондснсационнои зонами, составляющих

20 — 40 С. Это термическое сопротивление возникает вследствие использования на поверхности теплообмена толстых пористых

<ритилеи-гидрозатворов, имеющих низкую проницаемость и теплопроводность, но обладающих высоким капиллярным потенциалом. Для того чтобы с помощью таких фитилей подвести к испарительной зоне необходимое количество жидкости, фитили приходится делать толщиной 3 — 5 мм и более.

Дополнительное тсрмическое сопротивление тепловой трубы возникает также из-за необходимости использования толстых пленок жидкости в испарительной и конденсационной зонах тепловых труб. Большой перепад температуры между испаритсльной и конденсационной зонами необходимо поддерживать, чтобы обеспечить необходимую разность давлений по пару, которое вызывает перемещение жидкости из конденсационной зоны в испарительную.

Целью изобретения является обеспечение условии терморегулирования, т. е. создание регулируемой тепловой трубы большой мощности, способной передавать тепло в поле сил тяжести сверху вниз при наличии минимального термического сопротивлсния

20 между испарительной и конденсацпонной зонами.

Зта цель достигается тем, что над пспарптельной зонои установлен блок, раздслснныи персгородкои на покрытую каппллярно-пористым материалом испарительную и

2ь конденсационную камеры, соединенные между собой соплом, установленным в перегородке, причем испарительная камера соединена с помощью артерий с конденсаЗ0 ционной зоной, подключенной к зоне пони670791

55 женного давления сопла при помощи капиллярной трубки, а конденсационная камера соединена с испарительной зоной через затвор из капиллярно-пористого материала.

На чертеже схематично изображено описываемое теплопередающее устройство.

Устройство содержит блок с испарительной 1 и конденсационной 2 камерами, расположенными над испаритсльной зоной 3 тепловой трубы, имеющей конденсационную

4 и транспортную 5 зоны. Камеры 1 и 2 разделсны перегородкой, в которой установлено сопло 6. К соплу подведена питающая

его жидкостью капиллярная трубка 7, выходящая из конденсационной зоны 4.

Испарительная зона 3 отделена от конденсационной камеры 2 затвором в виде капиллярно-пористой перегородки 8, насыщенной жидкостью и рассчитанной на выдерживание перепада давления между кондснсационной камерой 2 и испарительной зоной 3.

Конденсационная камера 2 всегда находится выше испарительной зоны 3, чтобы обеспечить действие поля сил тяжести.

Испарительная камера 1 соединена с конденсационной зоной 4 с помощью артерий 9, выходящих из раздаточного коллектора 10. Артерии 9 в верхней части перекрыты капиллярно-пористой мембраной 11, удерживающей столб жидкости в артериях с помощью капиллярных сил.

Поверхность теплообмена испарительной камеры 1 покрыта капиллярно-пористым материалом 12, соединенным с мембраной

11. Поверхности теплообмена испарительной 3, конденсационной 4 и транспортной

5 зон также покрыты капиллярно-пористым материалом. Поверхность теплообмена в конденсационной камере 2 может иметь пористое покрытие, либо не иметь его. Артерии 9 и капиллярная трубка 7 могут быть выполнены с тсплоизоляцисй.

Работan теплопередающсе устройство следующим образом.

B первоначальный момент до подачи тепловой í"ãðóç:êè рабо:чая жидкость заполняет пространство испарительной и конденсационной зон 3 и 4, а также трубку 7 и артерии 9. При подведении тепловой нагрузки к камере 1 и зоне 3 происходит образование пара в порах капиллярно-пористого материала 12, при этом повышается давление пара, которое вытесняет жидкость из объема испарительной зоны 3 в капиллярно-пористый материал испарительной камеры 1. Пар, образующийся в испарительной камере 1, через сопло 6 вместе с каплями жидкости попадает в конденсационную камеру 2, где конденсируется на холодных стенках и на каплях жидкости. Образующийся конденсат стекает по стенкам вниз.

tt", капиллярно-пористую перегородку 8, через которую он поступает на стенки испарительной зоны 3, где испаряется под действием теплового потока. Пар переносится в конденсационную зону 4, где конденсируется на холодных стенках, отдавая тепловую нагрузку.

Расстояние между испарительной 3 и конденсационной 4 зонами может составлять 2 метра и более. Пористое покрытие пспарительной зоны 3 и конденсационной зоны 4 может быть выполнено тонким (0,2 — 0,3 мм), чтобы сделать минимальным его термическое сопротивление. Возможно выполнение продольных канавок, либо винтовой нарезки с продольными питающими артериями, расположенными по центру канала, и соединенными с испарительной и конденсацнонной зонами в зоне теплообмена с помощью пористых перемычек.

Описанное устройство может быть использовано для размораживания слоя мерзлой земли, термостабилизации земли при прокладке нефте- и газопроводов, строитсльстве зданий в зоне вечной мерзлоты, охлаждении изделий электронной и электротехнической промышленности.

Формула изобретения

Теплопередающее устройство, содержащее вертикальную тепловую трубу с испарительной, транспортной и конденсационной зонами, покрытыми капиллярно-пористым материалом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения условий терморегулирования, над испарительной зоной установлен блок, разделенный перегородкой на покрытую капиллярно-пористым материалом пспарительную и конденсационную камеры, соединенные между собой соплом, установленным в перегородке, причем испарительпая камера соединена с помощью артерий с конденсационной зоной, подключенной к зоне пониженного давления сопла при помогци капиллярной трубки, а конденсационная камера соединена с испарительной зоной через затвор из капиллярно-пористого материала.

Источники информации, прицятыс во внимание при экспертизе

1. Патент США 3677336, кл. 165 — 105, опубл. 1972.

670791

Составитель В. Латышев

Корректор Л. Орлова

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Богатова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1699/6 Изд. Лов 387 Тираж 780 Подписное

НПО кПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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