Канал для перемещения теплоносителя Советский патент 1988 года по МПК F28D17/02 

со О5 О5 00 СП

Изобретение относится к энергетическому, химическому и транспортному машиностроению и может использоваться в теплообменных устройствах с интенсифицирующими вставками в каналах, вьтолненными из пористой проницаемой структуры.

Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления канала.

На фиг.1 изображен газожидкостной теплообменник, продольный разрез; на фиг.2 - канал для испарения жидкости.

Теплообменник типа труба в трубе содержит внутреннюю 1 и наружную

2трубы с центральным 3 и кольцевым 4 каналами. Кольцевой канал 4 закрыт с торцов крьппками 5, В- к аналах

3и 4 установлены с перекрытием сечения пористые вставки с переменной по длине канала пористостью. Вставка в центральном канале 3 вьшолнена в виде пакета пластин 6-11, а в кольцевом канале 4 - в виде пакета пластин 12-17. С целью снижения гидравлического сопротивления канала пористость пластин 6-11 либо монотонно возрастает, а удельная поверхность убывает, либо наоборот: пористость пластин 6-11 монотонно убьшает, а удельная поверхность возрастает. Аналогично изменяются пористость и удельная поверхность пластин 12-17

в канале 4.

Канал 18 для теплоносителя изменяющего в процессе перемещения агре- гатное состояние (конденсации пара) состоит из трубы 19, в которой установлена пористая проницаемая вставка с переменной по длине канала пористостью. Вставка вьтолнена в виде пакета пластин 20-25, С целью снижения гидравлического сопротивления канала пористость пластин пр длине канала вначале убьшает (например, пластин 20,21 и 22), а удельная поверхность возрастает, а затем пористость пластин возрастает (например, пластин 23-25), а удельная поверхность убывает. Таким образом, пористость встаки в канале 18 имеет минимальное значение в сечении, расположенном на участке между входным 26 и выходным 27 сечениями.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемый газ с массовой скоростью (pv), перемещается по каналу

4. Жидкость с массовой скоростью (pv),j перемещается по каналу 3 Тепло передается от жидкости к пластинам 6-11, далее через стенку - пластинам 12-17, а от них - потоку газа (pv)j. Гидравлическое сопротивление вставки в канале 3 равно

4Рз + f( 1 (pv)2R ЪТ/р,(1)

где о/, f, - постоянные дпя данного

материала величины; Ъ - толщина вставки; R - газовая постоянная; - температура и давление;

- вязкость газа. Учитьгоая, что вязкость газа растет с увеличением Т, увеличивается и что видно из формулы (1). С другой стороны, коэффициент oi пропорционален , а коэффициент , k|, n, n - величины, не меньшие единицы Г. Изменения пористости и удель- ной поверхности пластин 12-17 ком- пенсирзтот это увеличение, т.е. суммарное гидравлическое сопротивление канала 3 снижается.

Для жидкости вязкость растет с уменьшением температуры. Поэтому гидравлическое сопротивление вставки в канале- 4 растет с падением температуры, что видно из следующей модификации формулы (1):

35

Р (p)xJ

Изменения пористости и удельной поверхности компенсируют возрастанйе ip.

Предлагаемый теплообменник можно использовать и дпд охлаждения потока газа (fv)2 и для нагрева потока жидкости (v),, для чего надо поменять

направления движения указанных теплоносителей.

Канал 18 для испарения жидкости работает следующим образом. Со стороны стенки подводится тепловой поток

q. Жидкость, подаваемая в канал 18 со стороны сечения 26 с массовой скоростью (pv), нагревается в пластинах 20-25, испаряется в пластине 22, далее пар нагревается в пластинах 23-25.

Изменения пористости и удельной поверхности компенсируют изменения вязкости жидкости и газа, которые согласно формулам (1) и (2) могут при постоянных пористости и удельной .

4

f9l)

Изобретение Моб. использовано в теплобменных устройствах с интенсифицирующими вставками в каналах, выполненными из пористой проницаемой структуры. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления канала. Пористая вставка, установленная в канапе с перекрытием сечения, выполнена, с переменной по длине канала пористостью (П), При этом удельная поверхность вставки по длине кАн§ла увеличивается при уменьшающейся П .и уменьшается при увеличивающейся П. Изменение П и удельной поверхности компенсируют изменения вязкости кости и газа, которые могут в случае постоянных П и удельной поверхности привести к росту гидравлического сопротивления канала. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. с

C C sNSSS: - rf/5 4V /VVфиг1

J9 1 I J l f

л x 3

iiiii

s

.щШ- :

I I

K/

s

( «

фие.2