Способ интенсификации тепло-мас-сообмена

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ии 830111 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИПЬСТВУ(22) Заявлено 030479 (21) 2750592/24-06с присоединением заявки Ио(5)м. клз Г 28 Г 13/16 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛО- И МАССООБИЕНА 10 Изобретение относится к теплотехнике, более конкретно к способам интенсификации тепло- и массообмена в пограничных слоях,и может быть 5 использован в различных теплотехнических устройствах, аппаратах химической технологии, при обогащении ферромагнитных полезных ископаемых. Известны способы интенсификации тепло- и массообмена при турбулентном течении жидкости вдоль поверхности теплообмена путем введения в пограничный слой ферромагнитных частиц и воздействия на них магнитного поля 1 .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 примефнение известного способа для наиболее распространенных теплообменников с металлическими стенками.Цель изобретения - повыаение эффективности тепло- и массообмена при одновременном предотвращении экранйрования 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 магнитном поле объемные магнитные силы направлены навстречу течению, что приводит к более быстрому, чем в известном способе, уменьшению импульса и потере устойчивости вязкого пристенного подслоя и., тем самым, интенсифицируется основной механизм тепло- и массообмена в жидкостях с большим числом Прандтля ( Шмидта) - процесс обновления вязкого подслоя, оказывакщего основное термическое диффузионное сопротивление. Кроме того, при смешении вводимого дисперсного ферромагнетика с турбулентным потоком жидкости возникают пульсации концентрации ферромагнитных частиц и, как следствие, пульсации магнитных объемных сил, что также способствует турбулизации пограничного слоя. Поскольку магнитное поле постоянно во времени, то вихревые токи в металлических830111 Формула изобретения 10 Составитель А.ЛобановТехред Е.Гаврилешко Корректор О, Билак Редактор Т.Парфенова Заказ 3354/54 Тираж 706 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений иоткрытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 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 Я(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 массо- обмена. 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. Способ интенсификации тепло- имассообмена при турбулентном течениижидкости вдоль поверхности теплообмена путем введения в пограничный15 слой ферромагнитных частиц и воздействия на них магнитным полем, о тл и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности при одновременном предотвращении экраниро 20 ванйя магнитного поля, воздействиена частицы осуществляют постояннымпо времени неоднородным магнитнымполем, градиент модуля напряженностикоторого направлен противоположносредней скорости течения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9144500, кл. Г 28 Е 13/16, 1961.