Теплопередающее устройство Советский патент 1983 года по МПК F28D15/04 

4

4 СО 4 СП

ИзоСретение относится к теплопегредающим устройствам, обеспечивающим охлаждение.нагреваемой поверхности за счет pasHOMeprioro распределения теплоносителя (рабочего тела) по ее площади, и быть использовано в областях техники, где необходимо снимать высокие тепловые потоки от различных источников, нагрева, например в доменных печах, электронной промьаиленности.

Известны теплопередающие устройства, содержащие герметичный корпус, пропитанный теплоносителем фитиль, зону нагрева, транспортную зону охлаждения l .

Недостатками данных устройств является то, что они не обеспечивают устойчивой изотермичности охлаждаемой поверхности от неравномерных тепловых потоков, а также ненадежно работают при передаче высоких тепловых потоков из-за неравномерного подвода теплоносителя к нагреваемой поверхности, так как подвод теплоносителя к зоне нагрева.осуществляется от периферии к центру.

Известно теплопередающее устройство, содержащее герметичный корпус, пропитанный теплоносителем фитиль, выполненный в виде сквозной решетки, образованной пересечением взаимно перпендикулярных ребер с увеличивающейся высотой и шириной ребра, зону нагрева, транспорта пара и зону конденсации. Зона нагрева выполнена на одном из торцов устройства Б виде тонкой пластины, имеющей систему продольных каналов с противоположной от поверхности нагрева стороны. Со стороны каналов пластина жестко соединена с первым рядом ребер фитиля так, что направление ребер на-фитиле перпендикулярно направлению каналов на пластине 2 1.

Указанное устройство имеет ряд недостатков, одним из которых является неразвитая поверхность каналов на пластине нагрева, выполненная в виде параллельных друг другу пазов,, и сложность технологии соединения конТс1ктируемых поверхностей пластины с фитилем. Контакт достигается их совестным спеканием, что ведет помимо сложнения технологии к нарушению капиллярности как на пластине так и в фитиле. Это существенным образом меньшает теплопередающую способность

Известке также теплопередающее стройство, содержащее герметичный . орпус с зоной нагрева в виде пласина с пористым покрытием, имеющей анавки на внутренней поверхности, азмещенный в корпусе пористый фииль с паровой камерой и каналами ля пара, контактирующий с пористым окрытием пластины и снабженный охаждающими трубками, подсоединенными

к расположенной в корпусе рубашке охлаждения З .

Недостатком известного устройства является низкая интенсивность теплообмена.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в теплопередающем устройстве , содержащем герметичный корпус с зоной нагрева в виде пластины с пористым покрытием, имеющей канавки на внутренней поверхности, размещенный в корпусе пористый фитиль с паровой камерой и каналами для пара, контактирующий с пористым покрытием тастины и снабженный охлаждающими трубками, подсоединенными к расположенной в корпусе рубал1ке охлаждения , пластина выполнена с выступами в виде пирамид, образующих канавки и входящих своими вершинами в соответствующие выступы, выполненные в фитиле, который снабжен дополнительным трубками, введенными с зазором внутр охлаждающих трубок, заглушенных с одного конца, а рубашка охлаждения снабжена двумя трубными досками, в одной из которых закреплены дополнительные трубки, а в другой, служащей стенкой паровой камеры - незаглушенные концы охлаждающих трубок.

На фиг.1 изображено теплопередающее устройство; на фиг.2 - пластина с каналами, образованными рядами пирамид (вид А на фиг.1); на фиг.З соединение пирамид пластины с выступами фитиля и сквозные отверстия между выступами фитиля (узел Г на фиг.1) .

Теплопередающее устройстве содержит герметичный корпус 1 с зоной нагрева в виде пластины 2 с пористым покрытием, имеющей канавки 3 на внутренней поверхности, размещенной в корпусе 1 пористый фитиль 4 с паровой камерой 5 и каналами 6 для пара, контактирующий с пористым покрытием пл 1стины 2 и снабженный охлаждающими трубками 7, внешние поверхности которых покрыты пористым материалом 8, например напылены медью, трубки 7 подсоединены к расположенной в корпусе 1 рубашке охлаждения. Пластина 2 выполнена с выступами в виде пирамид 9, образующих канавки 3 и входящих своими вершинами в соответствующие выступы 10, выполненные в фитиле 4, который снабжен дополнительными трубками 11, введенными с зазором внутрь охлаждающих трубок 7, -заглушенных с одного конца, а рубаигка охлаждения снабжена двумя трубными досками 12 и 13, в одной из которых закреплены дополнительные трубки 11, а в другой, служащей стенкой паровой камеры 5 - незаглушенные концы охлаждающих трубок 7. 1 Пластина 2 жестко сое,.инена с корпусом 1, например, при помощи припоя 14, а сами вершины пирамид 9 введеныв тело фитиля 4 (фиг.З). Фитиль 4 имеет между выступами 10 сквозные осевые каналы 6 (фиг.З),ко торые соединяют канавки 3 между пирамидами 9 (точнее пространство между ними с паровой камерой 5). Эту же роль выполняют и периферийные осевые каналы 15, которые получены как пространство между выступами 16 на теле фитиля 4. Выступы 16 плотно прилегают к внутренней поверхности корпуса 1. Паровая камера 5 выполне на в теле фитиля 4 и имеет поверх-. ность, форма которой способствует образованию вихрей в паре. С противоположной от выступов 10 стороны камера 5 закрыта трубной доской 12 и упирается на нее по периферии. Со стороны камеры 5 трубная доска 12 имеет поверхность, форма которой способствует уменьшению потерь давления пара от сил трения при движении. На торце фитиля 4, со стороны упора в доску 12, выполнены радиаль ные каналы 17 для соединения осевых каналов 15 с полостью паровой камеры 5. Корпус закрыт днищем 18. В дн ще 18 выполнен выходной коллектор 1 и приварены выходные штуцера 20 и 21. На фиг.1 показан входной коллек тор 22, образованный между днищем 18 и доской 13. Другой коллектор 23 образован как пространство между доской 12 и доской 13. Для соединения выходных коллекторов 19 и 23 в корпусе 1 выполнены радиальные 24 и осевые 25 отверстия. Поверхности пирамид напьолены медью (не показано Для запитки устройства теплонос.ителем имеется технологическая трубка 26. Тепловая труба работает следующи образом. При отсутствии тепловог-р потока фитиль 4, плоские выступи 10 и покрытие 8 пропитаны теплоносителем. Считается, что им частично заполнено и пространство между пира мидами 9 по закону капиллярного эффекта. Если поверхности пирамид 9 покрыты пористым материалом с днаметром пор меньшим диаметра пор фитиля 4, то они также пропитаны теплоносителем. При подводе тепловой энергии к пластине 2 происходит ее нагрев и испарение рабочего тела с поверхностей пирамид 9. Образовавшийся пар через осевые отверстия 9, пространства между пирамидами 9 и 10, осевые каналы 15 и радиальные каналы 17 попадает в паровую камеру 5. Основная масса пара попадает в камеру 5 через отверстия 6 и создает в ней осевое движение,пара. Часть пара попадает в камеру 5 через радиальные каналы 17 и создает в ней закрученный поток пара, С учетом геометрической формы внутреннего объема фитиля 4 и геометрической формы трубной доски 12 в паровой камере 5 возникает встречное вихревое движение, т.е. происходит турбулизация парового потока. Ввиду того, что камера 5, как и фитиль 4, охлаждаются хладагентом посредством трубок 7 охлаждения, происходит интенсивная конденсация пара на их поверхность. Образовавшийся конденсат, точнее рабочее тело, за счет действия капиллярных сил на поверхностях пористого материала пирамид 9, подтягивается из фитиля 4 и покрытия 8 к выступам 10, смачивает поверхности пирамид 9 и снова переходит в пар под действием теплового потока, подводимого к пластине 2. Охлаждение пластины 2 происходит за счет транспорта скрытой теплоты испарения рабочего тела от нагреваемой поверхности к охлаждаемой поверхности фитиля 4. Система охлаждения теплопередаю.-, щего устройства работает следующим образом. Через входной штуцер 21 хладагент, например вода, поступает во входной коллектор 22 и из него попадает в трубки 11. Далее вода через торцовые и осевые зазоры, образованные между трубками 7 и 17, поступает в выходной коллектор 19, а через выходные штуцеры 20 уходит на сброс. Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемого теплопередающего устройства, возникает за счет интенсификации теплообмена.

ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее гермети 1ный корпус с зоной нагрева в виде.пластины с пористым покрытием, имеющей канавки на внутренней поверхностл, размещенный в корпусе пористый фитиль с паровой камерой и каналами для пара, контактирующий с пористым покрытием пластины, и снабженный охлаждающими трубками, подсоединеннь1ми « расположенной в корпусерубашке охлс1Я дения, о тличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, пластина выполнена с выступами в ви де пирамид, образующих канавки и входящих своими вершинами в соответствующие выступы, выполненные в -фитиле, который снабжен дополнительными трубками, введенными -с зазором внутрь охла ждающих трубок, заглушенных с одного конца, а рубашк.а охлаждения снабжена двумя трубными доска(Л ми, в одной из которых закрепленыдополнительные трубки, а в другой, служащей стенкой паровой камеры незаглушенные каьииы охлаждающих трубок .