Способ интенсификации теплообмена Советский патент 1962 года по МПК F28F13/16 

Для интенсификации теплообмена в трубчатых элементах поверхностных теплообменников известно применение вращающегося магнитного поля, создаваемого в потоке теплоносителя с помощью расположенных вне трубы электромагнитов.

С целью повыщения при этом коэффициента теплоотдачи предлагается в поток теплоносителя вводить ферромагнитные частицы, перемещающиеся под действием вращающегося магнитного поля преимущественно у стенок теплообменника, для разрущения и турбулизации пограничного слоя.

На фиг. 1 и 2 схематически представлен в поперечном и продольном разрезах теплообменный аппарат, в котором используется предлагаемый способ интенсификации теплообмена.

Труба а теплообменника, в которую загружается некоторое количество ферромагнитных частиц б, помещается в статор в с трехфазной обмоткой /-//-///, создающей вращающееся магнитное, поле.

На фиг. 1 и 2 для упрощения изображена только одна труба, однако требуемый эффект обеспечивается расположением в одном и том же статоре больщего числа труб.

Под действием вращающегося магнитного поля ферромагнитные частицы б перемещаются по .внутренней поверхности трубы и турбулизуют поток. Известно, что при турбулентном движении потока основное термическое сопротивление приходится на ламинарный пограничный слой. Так как ферромагнитные частицы, введенные в трубу, находящуюся во вращающемся магнитном поле, при определенных условиях локализуются у стенки, т. е. движутся в области ламинарного пограничного слоя, то этим обеспечивается разрущение и турбулизация последнего и, следовательно, значительная интенсификация теплообмена.

Воздействие только на пограничный слой дает возможность осуществить интенсификацию с небольщой затратой энергии, так как энергия в этом случае расходуется, главным образом, на возмущение пограничного слоя, а не на бесполезное перемешивание турбулентного ядра потока.

Загружаемые в трубу теплообменника ферромагнитные частицы изготовляются из магнитотвердых материалов и должны иметь размеры, соизмеримые с толщиной пограничного слоя для турбулентного потока.

Предлагаемый способ может быть использован в теплообменных устройствах, изготовленных из материалов, которые не экранируют вращаюа егося магнитного поля. На промышленной частоте такими материалами могут быть графит, различные виды керамики, стекло, пластмассы.

Описанный способ разработан в Институте теплоэнергетики Академии наук УССР.

Предмет изобретения

Способ интенсификации теплообмена в трубчатых элементах поверхностных теплообменников, заключающийся в том, что в движущемся потоке теплоносителя с помощью расположенных вне трубы электромагнитов создают вращающееся магнитное поле, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента теплоотдачи в поток теплоносителя вводят ферромагнитные частицы, перемещающиеся под действием вращающегося магнитного поля преимущественно у стенок теплообменника, для разрушения и турбулизадии пограничного слоя.

Фиг 1

У//////7/////////УЛ

иг 2