Способ отвода тепла от теплообменной поверхности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>979834 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.04.76 (21) 2347811/29-06 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

F 28 F 13/02

1есувлретеелимй камитет (23) П

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень №45

Дата опубликования описания 17.12.82 (53) УДК 66.045..2 (088.8) пе делам лзебретеиий к еткрмткй

А. В. Рябухин, А. Я. Трунов, О. И. Кацман и В. Л. Ярославский --.. .

t (72) Авторы изобретения

Ждановский металлургический институт и Ждановский завод тяжелого машиностроения им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявители (54) СПОСОБ ОТВОДА ТЕПЛА ОТ ТЕПЛООБМЕННОЙ

ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к теплообмену, в частности к способам отвода тепла от поверхности различных объектов, и может быть использовано в энергетике, машиностроении, электротехнике и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ отвода тепла от теплообменной поверхности путем циркуляции жидкого теплоносителя и введения в последний газа (1).

Недостатком известного способа является низкая интенсивность теплоотдачи при отсутствии температурных условий для кипения теплоносителя: основное сопротивление передаче тепла оказывает образующийся непосредственно у границы тела гидродинамический пограничный слой с ламинарным подслоем, в котором тепловой поток передается теплопроводностью.

Цель изобретения — интенсификация теплоотдачи.

Поставленная цель достигается тем, что газ в теплоноситель вводят в количестве, превышающем по крайней мере на 15 — 20% растворимость газа в нагретом теплоносителе, но не большем предела насыщения газом охлажденного теплоносителя.

Ввод газа в теплоноситель осуществляют перед подачеи его к теплообменной поверхности.

На фиг. 1 представлена теплообменная поверхность, от которой осуществляют отвод тепла по описываемому способу; на фиг.

2 — схема циркуляционного контура, в котором реализован описываемый способ.

Теплообменную поверхность 1 омывает жидкий теплоноситель 2, в который вводят газ 3.

Циркуляционный контур содержит охлаждаемый узел 4, поверхностный теплообменник 5, циркуляционный насос 6, трубопроводы 7 и 8 подвода и отвода теплоносителя, узел 9 подвода сжатого газа.

Отвод тепла осуществляется следующим образом.

В поток теплоносителя 2 предварительно,вводят газ 3 при этом скорость газирования поддерживают в пределах 0,60 — 0,95 скорости растворения газа в теплоносителе, количество же газа по крайней мере должно превышать на 15 — 20% растворимость газа в нагретом теплоносителе, но и не больше предела насыщения газом охлажденного теплоносителя.

979834

Фиг /

Составитель В. Подносова

Редактор P. Циника Техред И. Верес Корректор Н. Буряк

Заказ 9337/26 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Я.— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Потоком газированного теплоносителя 2 омывают теплообмснную поверхность 1. Повышение температуры теплоносителя приводит к уменьшению растворимости в нем газа (смеси газов) и «вскипанию» (дегазации) жидкости. В процессе возникновения, роста и отрыва пузырьки газа 3 интенсивно перемешивают пристеночный слой жидкости.

Кроме того, всплывающие пузырьки увлекают из пристеночного слоя в ядро потока присоединенную массу перегретого теплоносителя, то создает интенсивный молярный гц ренос тепла от поверхности к массе теплоносителя. При пузырьковом (оптимальном) режиме «кипения» теплоносителя, коэффициент теплоотдачи возрастает.

В циркуляционный контур через узел 9 вводят сжатый газ (смесь газов) под давлением, превышающим давление теплоносителя в трубопроводе 7. При использовании в качестве теплоносителя воды газирование целесообразно выполнять инертными газами, например аргоном или родоном. С повышением давления в контуре эффективность способа растет, так как увеличивается растворимость газов в теплоносителе.

Образовавшуюся после контакта с теплообменной поверхностью газожидкостную смесь по трубопроводу 8 отводят в поверхностный теплообменик 5, в котором происходит охлаждение теплоносителя и полное растворение в нем газовой фазы. С помощью насоса 6 однородный теплоноситель вновь подают к охлаждаемому узлу 4.

Осуществление описываемого способа позволяет уменьшить температурный перепад между поверхностью тела и теплоносителем на величину, которая определяется численным значением термического сопротивления ламинарного подслоя.

Эффект особенно значителен, когда мало соотношение скорости вынужденного движения теплоносителя и скорости выделения газовой фазы.

При реализации способа уменьшаются энергозатраты (расход теплоносителя, электроэнергия), отпадает необходимость в повышении давления в системе, сокращаются затраты на прочность.

Данный способ расширяет возможности

1о отвода тепловых потоков с помощью.жидких теплоносителей — при любой плотности теплового потока можно организовать

«кипение» жидкости и обеспечить интенсивный конвективный теплообмен. Процесс отвода тепла становится саморегулируемым— чем больше местная плотность теплового потока, тем интенсивней газовыделение и выше коэффициент теплоотдачи.

Формула изобретения

1. Способ отвода тепла от теплообменной поверхности путем циркуляции жидкого теплоносителя и ввода в последний газа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплоотдачи, газ в теплоноситель вводят в количестве, превышающем по крайней мере на 15 — 20% растворимость газа в нагретом теплоносителе, но не большем предела насыщения газом охлажденного теплоносителя.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, зо что ввод газа в теплоноситель осуществляют перед подачей его к теплообменной поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федоткин И. М. Интенсификация тепз5 лообмена в аппаратах пчщевых производств.

М., Госторгиздат, 1972, с. 8.