Испарительный элемент Советский патент 1977 года по МПК F25B39/00 

Изобретение относится к теплообменной an паратуре, а именно к испарительным элементам. Известен испарительный элемент с резьбовидной капиллярной структурой на поверхности, с помощью которого осуществляется интенсивный испарительиый процесс в теплопередающих устройствах {1. Этот элемент применим в иезатоплеиных (сухих) теплообмен{шках, когда испаре ше происходит с тонких пленок жидкости. При перепадах температур между поверхностью нагрева и насыщения порящса 2,3° С достигаются довольно высокие значения коэффициентов теплоотдачи 2-8- Ю Известен испаритель затопленного типа, снабженный испарительными элементами в виде вертикал ных цилиндров, погруженный в жидкость. Эта злеМе ты ие могут обеспечить интенсивный процесс теплообмена при малых перепадах температур, по скольку тепловой поток от поверхности нагрева передается к жидкости только естественной конвекцией. Интенсивный процесс теплопередачи осуществляется пузырчатым кипением, начинающимся при достижении перепада температур порядка 5 - ГС 21. Цепь изобретения - интенсификация теплообмена в испарительных элементах. Это достигается тем, что иижний конец испарительного элемента (цилиндра) снабжен затвором паровой фазы и вокруг затвора и основной части цилиндра со сквозиым кольцевым зазором расположена рубашка. Па чертеже изображен общий вид испарительного элемента. Он содержит вертикальный цилиндр 1, на наружной поверхности которого нанесена капиллярная структура 2. В нижней части цилиндра 1 прикрештеи затвор 3, вокруг которого, как и основной части цилиндра 1, расположена коаксиальная рубащка 4, создающая сквозной кольцевой зазор S. Капиллярная структура 2 в зоне размещения затвора представляет .собой вертикальные канавки, а на основной част цилиндра 1 - резьбовиДную структуру, например, трехугольного профиля. Перед пуском при заполнении теплообменника жидкостью, в котором используется предлагаемый испарительный элемент, под з&твором 3 в любом случае останется невытесненная подушка воздуха. При наличии этой подущки с поверхности капилляриой структуры 2 под затвором процесс испарения жидкости может протекать аналогично испарению с поверхности пленки даже при очень малых

)пе; гревах стенки. При обогреве цилиндра 1 иэ1г три шчииается испарение жидкости на участке контакта воздуха с поверхностью нагрева под загэором 3. Этот участок постоянно подпитьшается с помощью вертикальных канавок, нанесенных на поверхности цилиндра 1 в зоне расположения затвоf& 3; Образовавшийся пар постепенно занимает место воздуха, выходит из-под затвора 3 и поднимается в виде пузырьков сквозь массу жидкости, находящейся в кольцевом зазоре 5. Размер последнего выбирается таким, чтобы пузырьки пара при движении контактировали с поверхностью нагрева. В местах коитакта создаются благоприятные условия для испарения жидкости, пропитывакнцей капиллярную структуру 2. Резьбовидное выполнение капиллярной структуры обеспечивает распределение жидкости по периметру. Благодаря наличию большого количества пузырей, контактирующих с поверхностью испарения, в испарителе затопленного типа осуществляется режим, практически равноценный испарению с тонких пленок. Тем самым, достигается высокая интенсивность теплообмена и в

.диапазоне весьма малых перегревов стенки. В обычном же испарителе затся1ленного типа при малых перегревах стенки процесс кипения ик идет, а происходит свободная конвенция, и иитенсивиость теплообмена, соответственно, низкая. При зтом следу€т , что существенная интенсификация теплообмена в испарителе при малых перегревах стенки представляет значительный интерес для холодильных и криогенных устройств.

Формула изобретения

Испарительный элемент, например, для теплообменника затопленного типа, выполненный в виде вертикального цилиндра с капиллярной струк рой на наружной поверхности, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, нижний конец цилиндра снабжеи затвором паровой фазы, а вокруг затвора и основной части цилиндра со сквозным кольцевым зазором расположена рубапжа.

И

2