Электрогидродинамическая тепловая труба Советский патент 1992 года по МПК F28D15/02 

со i г

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть испольЈовано при создании теплообменников и является дополнительным к авт. св. № 861916. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В зоне 2 конденсации на поверхности стенки корпуса дополнительно выполнено диэлектрическое пористое покрытие 5, а над ней - перфорированный высоковольтный электрод 6. Покрытие 5 имеет толщину, равную высоте игольчатых электродов 4. Последние расположены с шагом, равным расстоянию между их вершинами и перфорированным электродом 6. Конструкция тепловой трубы позволяет передавать тепло независимо от ориентации в пространстве, что расширяет функциональные возможности данного устройства. 1 ил. g ё

к

317

Изобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно к тем ее областям, где для интенсификации процессов теплообмена используются электрические поля, может быть применено в радиоэлектронике, электротехнике, химической технологии и т.п. и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 861316.

Известен теплообменник пластинчатого типа, в котором напротив зоны конденсации расположен высоковольтный перфорированный электрод.

Недостаток данного устройства заключается в невозможности его работы в условиях изменения ориентации поля сил тяжести, снижении функциональных возможностей.

Наиболее близкой к предлагаемому- является электрогидродинамическая -. тепловая труба, у которой на тепло- обменной поверхности зоны конденсации размещена система игольчатых электродов, а поверхности теплообмена зоны конденсации и испарения подключены к различным полюсам источника высокого напряжения.

Однако ухудшение теплопередающих характеристик трубы при изменении ориентации сил тяжести снижает ее функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в зоне конденсации на поверхности стенки корпуса выполнено диэлектрическое пористое покрытие, а над ней - перфорированный высоковольтный электрод, при этом покрытие имеет толщину, равную высоте игольчатых электродов, а последние расположены с шагом, равным расстоянию между их вершинами и перфорированным электродом.

Наличие диэлектрического пористо- го материала способствует удержанию конденсата на теплообменной поверхности, а за счет электрического поля, создаваемого перфорированным электродом и иглами, происходит его направленное диспергирование на тепло- обменную поверхность зоны испарения. Расстояние между перфорированным электродом и концами игл меньшее, чем между электродом и поверхностью зоны испарения, выбрано из условия обеспечения большей напряженности электрического поля у поверхности зоны кон7денсации, что создает благоприятные условия для диспергирования (транспорта) жидкого теплоносителя из зоны конденсации в зону испарения. Предельное расстояние от перфорированного электрода до поверхности испарения определяется длиной пролета капель диспергированного теплоносителя и зависит от электрофизических свойств теплоносителя и напряженности электрического поля у поверхности конденсации. Высота игл и расстояние между ними выбраны в соответствии с рбеспечением надежности работы устройства при минимальных подводимых напряжениях (устранение пробоев и создание неоднородного электрического поля у1 поверхности конденсации). Таким образом, достигается устойчивая работа устройства при изменении направления сил тяжести.

На чертеже показана схема электро- гидродинамической (ЭГД) испарительноконденсационной системы (ИКС).

Система состоит из тёплообменных поверхностей зон испарения 1 и конденсации 2, которые соединены диэлектрической стенкой 3. На внутренней

поверхности зоны 2 конденсации установлены игольчатые высоковольтные .... электроды 4, Размещенные в диэлектрическом пористом материала 5 а напротив - высоковольтный перфорированный электрод 6. Диэлектрический пористый материал 5 пропитан жидким теплоносителем 7.

ЭГД ИКС работает следующим об- раЗом.

При подводе и отводе тепла в зонах

испарения 1 и конденсации 2 соответственно в ней осуществляется тепло- и массоперенос между этими зонами при изменении агрегатного состояния теплоносителя 7. Возврат теплоносителя 7 из зоны 2 конденсации в зону 1 испарения осуществляется его рас- пылом (диспергированием) с игольчатого электрода f под действием неоднородного электрического поля, создаваемого перфорированным 6 и игольчатым k электродами. Причем неоднородное поле вытягивает жидкий .теплоноситель из диэлектрического пористого материала 5, который препятствует непроизвольному его удалению и не попаданию на поверхность зоны 1 испарения. Наличие игл и диэлектрического материала обеспечивает создание

17

неоднородного электрического поля что способствует снижению подводимого электрического напряжения. Для исключения пробоя высота игл А выбрана соизмеримой с толщиной диэлектрического пористого материала 5, а расстояние между иглами k и перфорированным электродом 6 соизмеримо для обеспечения неоднородностей поля на концах игл k. Перфорированный элек- трод выбран для возможности пролета капель конденсата 7 к поверхности теплообмена зоны испарения.

По сравнению с известным предлагаемое устройство может работать незави симо от ориентации сил тяжести, причем наличие перфорированного электрода позволяет заземлить корпус ЭГД ИКС, что делает его эксплуатацию безопасной. Кроме того, перфориро-. ванный электрод расположен значитель0977°

но ближе к зоне конденсации, чем зона испарения, что снижает необходимую величину рабочего напряжения и позволяет разнести на большее расстоя- ние зоны испарения и конденсации.

Формула изобретения

Электрогидродинамическая тепловая труба по авт. св. № 861916, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно в зоне конденсации на поверхности стенки корпуса вы- полнено диэлектрическое пористое покрытие, а над ней - перфорированный высоковольтный электрод, при этом покрытие имеет толщину, равную высо- те игольчатых электродов, а послед- ние расположены с шагом, равным расстоянию между их вершинёми и перфорированным электродом.