Испарительный элемент Советский патент 1975 года по МПК F28D5/00 

1

Изобретение относится к охлаждению тел в различных отраслях техники.

Известны испарительные элементы, выполненные в виде примыкающей к теплонередающей поверхности трехслойной стенки с различной пористостью крайних и среднего слоев.

Цель изобретения - повышение экономичности и обеспечение стабильности работы.

Данная цель достигается тем, что все слои стенки выполнены из высокотеплопроводной металлокерамики, например медной, и пористость крайних слоев при среднем размере пор 0,1 мм и проницаемости не ниже см имеет порядок 50%, а пористость среднего слоя при среднем размере пор 0,2-1,0 мкм и проницаемости не выше 10 см составляет 22-24%.

На чертеже схематично изображен описываемый испарительный элемент.

Испарительный элемент, например, для теплообменника системы терморегулирования выполнен в виде примыкающей к теплопередающей поверхности 1 трехслойной стенки с различной пористостью крайних (внутреннего 2 и внешнего 3) и среднего 4 слоев. Хладагент к пористой стенке подводится но патрубку 5; теплоноситель циркулирует в канале 6, расноложенном по другую сторону поверхности 1.

Описываемый элемент работает следующим образом.

Жидкий хладагент, подаваемый под давлением по патрубку 5, заполняет внутренний

слой 2 и, равномерно распределившись по всей площади, поступает в средний слой 4. При течении хладагента в среднем слое 4 происходит резкое падение давления при одновременном незначительном падении температуры по высоте этого слоя, вследствие чего состояние хладагента все более приближается к насыщенному. На некоторой ординате хладагент закипает. Парообразование хладагента поддерживается за счет теплового потока, поступающего через пористую металлокерамику от поверхности 1, нагреваемой потоком горячего теплоносителя, протекающего но каналу 6. Двигаясь наружу, образующиеся пары хладагента подхватывают микрокапельки жидкости, которые за время прохождения внешнего слоя 3 успевают испариться, обеспечивая дополнительный сток тепла.

Благодаря высокой проницаемости внутреннего слоя (пористость порядка 50%, средний

размер пор 0,1 мм, проницаемость не ниже 10 см) обеспечивается реализация важного условия нормальной работы испарителя - равномерное по всей площади распределение хладагента при одновременном сохранении

хорощего теплового мостика между поверхиостью 1 и средним слоем 4. Например, при тепловых потоках порядка 10 вт/см температурный перепад по высоте внутрепнего слоя 2 толщиной 2 мм не превысит ЗС. Вследствие этого с помощью сравнительно небольшого избыточного давления можно надежно предотвратить парообразование на участке подвода хладагента.

Средний слой 4 пористой металлокерамики с высоким гидравлическим сопротивлением (пористость 22-24%, средний размер пор 0,2-ь1,0 мкм, проницаемость не выше 10 см) характеризуется весьма крутым падением давления по высоте, имеющим место при почти одинаковых (вследствие низкого термического сопротивления элементов конструкции) температурах по слою, что гарантирует достижение в пределах этого слоя состояния насыщения хладагента и его бурное парообразование, предотвращающее пролив жидкости за пределы пористого материала. В результате средний слой 4 обеспечивает оитимальную стабилизацию зоны фазового перехода.

Внешний слой 3 пористой металлокерамики, по своим характеристикам подобный внутреннему слою 2, не препятствует, ввиду высокой проницаемости, пароотводу и в то же время выполняет функции каплеуловителя, причем его хорошая термическая связь с поверхностью нагрева обеспечивает условия для испарения попадающих сюда капелек хладагента и утилизации их скрытой теплоты испарения.

Предмет изобретения

Испарительный элемент, например, для теплообменника системы терморегулирования, выполненный в виде примыкающей к теплопередающей поверхности трехслойной стенки с различной пористостью крайних и среднего слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и обеспечения стабильности работы, все слои стенки выполнены

из высокотеплопроводной металлокерамики, например медной, и пористость крайних слоев при среднем размере пор 0,1 мм и проницаемости не ниже 10 см имеет порядок 50%, а пористость среднего слоя при среднем размере пор 0,2-1,0 мкм и проницаемости не выше 10 см составляет 22-24%.

f f t f/f f/f

/ S

/