Способ интенсификации тепло-мас-СООбМЕНА Советский патент 1981 года по МПК F28F13/16 

1

Изобретение относится к.теплотехнике, более конкретно к способам интенсификации тепло- и массообмена в пограничных слоях,и может быть использован в различных теплотехнических устройствах, аппаратах химической технологии, при обогащении ферромагнитных полезных ископаемых.

Известны способы интенсификация тепло- и массообмена при турбулентном течении жидкости вдоль поверхности теплообмена путем введения в пограничный слой ферромагнитных частиц и воздействия на них магнитного поля tl .

Однако движение частиц под действием вращающегося магнитного поля происходит в поперечном направлении по отношению к потоку, что малоэффективно с точки зрения разрушения вязкого подслоя и усиления тепломассообмена. Вращающееся магнитное поле экранируется металлическими элементами , что делает невозможным приме«нение известного способа для наиболе распространенных теплообменников с металлическими стенками.

Цель изобретения - повышение эффективности тепло- и массообмена при

одновременном предотвращении экрани- рования магнитного поля.

Эта цеЛь достигается тем, что воздействие на частицы осуществляют постоянным во времени неоднородным магнитным полем, градиент модуля напряженности которого направлен противоположно средней скорости течения.

Возникающие в неоднородном магнит- .

0 ном поле объемные магнитные силы направлены навстречу течению, что приводит к более быстрому, чем в известном способе, уменьшению импульса и потере устойчивости вязкого пристен5ного подслоя и., тем самым, интенсифицируется основной механизм теплои массообмена в жидкостях с большим числом Прандтля Шмидта) - процесс обновления вязкого подслоя, оказы0вающего основное термическое диффузионное сопротивление. Кроме того, при смешении вводимого дисперсного фер ромагнетика с турбулентным потоком жидкости возникгиот пульсации концентрации

5 ферромагнитных частиц и, как следствие, пульсации магнитных объемных сил, что также способствует турбулизации пограничного слоя. Поскольку магнитное поле постоянно во времени,

0 то вихревые токи в металлических

стенках тепло- и массообменных устройств не наводятся и магнитное поле не экранируется, благодаря чему способ применим для тепло- и массообменников, изготовленных из немагнит.ных металлов (цветные металлы, нержавеющая сталь). Кроме того, постоянное неоднородное магнитное поле можно получить с помощью неподвижных постоянных магнитов.

Способ реализуется следующим образом.

В пограничный слой жидкости выпрыскивается в виде пристенной струи суспензия тонкодисперсного ферромагнетика, например карбонильного железа -10 (средний размер частиц .3,5 мкм, объемная концентрация ферромагнетика может быть менее 0,01). На область пограничного слоя накладывается неоднородное магнитное поле с противонаправленным течению градиентом, достаточное для индуцирования на частицах ферромагнетика объемных магнитных сил, сравнимых с силами инерции жидкости. Изменяя параметры магнитного поля, можно управлять интенсивностью тепло- и массообмена. Ферромагнетик может быть вне зоны интенсификации извлечен из жидкости, например, с помощью магнитных уловителей и использован для впрыска многократно.

Использование данного -способа обеспечивает повышение эффективности тепло- и массообмена, особенно в жидкостях с большими числами Прандтля при одновременном предотвращении экранирования магнитного поля.

Формула изобретения

Способ интенсификации тепло- и массообмена при турбулентном течении жидкости вдоль поверхнрсти теплообмена путем введения в пограничный

5 слой ферромагнитных частиц и воздействия на них магнитным полем, о т лича. ющийся тем, что, с целью повышения эффективности при одновременном предотвращении экранирования магнитного поля, воздействие на частицы осуществляют постоянным по времени неоднородным магнитным полем, градиент модуля напряженности которого направлен противоположно средней скорости течения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1 144500, кл. F 28 F 13/16, 1961.