Теплообменник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ РЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ содержащий опористой пе- нцентрироване со своими дерных а, отл о, с целью на, мелкоп 14 1 псерегагиг1975,ена в виде ны днища ко ь разбавлен атрубок к еден внутр и методыК. М.,Мир ржащий корпу й перегородрованной исвоими патру экая интенсив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЬЗТПРИ П 1 НТ СССР(56) О.Ргоззаг,д а.о. Ргос.аа 1 опа 1 Сопйегепсе 1.ою ТешРЬуз 1 сз, Огап 1 еш 1, Р 1 п 1 апйу.4, р.15.Лаунасмаа О.В. Принципыполучения температур ниже1977 с.б 0. ФИзобретение относится к криогенной технике и может быть использованодля получения сверхнизких температурв рефрижераторах растворения гелияЙе 1 в гелии Неф,Известен низкотемпературный тепло"обменник для жидких фаз Не в Не , ко 3 Фторий представляет собой медный блокс двумя герметичными камерами, разделенными твердой стенкой и заполненными припеченной к их цилиндрическимстенкам губкой иэ медного порошка,сквозЬ которую проходят потоки жидкогогелия. Теплообменник такой конструкции имеет большую эффективную поверх(ность ,теплообмена жидкого гелия ствердой стенкой,недостатком этого теплообменникаявляется большое сопротивление (импеданс) потоку жидкого гелия.Наиболее бпизким по техническойсущности к данному изобретению явля 8010725 5(54) (57) ПЛООБМЕННИК, корпус, р деленный мелк регородкой на полости ко ной и разбавленной фаэ Н патрубками входа и выход ч а ю щ и й с я тем, чт интенсификации теплообме ристая перегородка выпол стакана, с наружной стор торого расположена полос ной фазы Не , а выходной центрированной фазы Не. стакана. ется теплообменник, соде разделенный мелкопористо кой на полости концентри разбавленной фаз Не соками входа и выхода.Недостатком этого теплообменн является относительно ни ность теплообмена. Целью данного изобретения яв т- ф 3 ся интенсификация теплообмена. СлЭто достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержашем коопус, разделенный мелкопористой перегородкой на полости концентрированной и разбавленной фаэ Не со своими патрубкамн входа и выхода, мелкодисперсная перегородка выполнена в виде стакана, с наружной стороны днища которого расположена полость9ч разбавленной фазы Не , а выходноиз патрубок концентрированной фазы Не введен внутрь стакана.На чертеже изображен предложенныйтеплообменник.Теплообменник содержит корпус 1, мелкопористую перегородку 2 и патрубки -6 входа и выхода концентрированной и разбавленной фаэ Не , Корпус 1 может быть изготовлен из пластмассы.10Теплообменник работает следующимобразом,Концентрированная фаза Непосту 15 пает в верхнюю полость через патрубок 3 и заполняет ее только до уровня, на котором наодится конец патрубка 4 выхода этой фазы в последующий теплообменник или камеру растворе" ния. В верхней полости концентрированная фаза отдает свое тепло мелкопористой перегородке 2, которая транспортирует его в свою нижнюю часть и передает это тепло холодному потоку разбавленной фазы, поступающему из камеры растворения или предшествующего более холодного теплообменника. Наряду с этим твердотельным каналом теплопередачи концентрированная фаза отдает свое тепло разбав 30 лепной фазе непосредственно через жидкую границу, разделяющую фазы как в верхней полости, так и в толще перегородки 2. Поскольку теплосопротивление жидкой границы раздела фаз по крайней мере в 4000 раз меньше тепло- сопротивления границы металл-пластик У то температурный скачок Капицы практически не возникает. Тепло, полученное разбавленной фазой в верхней по 40 лости через жидкую границу, передает" ся ч нижнюю полость непосредственно за счет собственной теплопроводности, без возникновения скачка Капицы. Таким образом, жидкостный канал теп 45 лопередачи, действуя параллельно с твердотельным, увеличивает эффективность теплообмена жидких фаз.Однако вследствие негерметичности мелкопористой перегородки 2 в устройстве может идти обычный процесс растворения Не на границе раздеа фаз. Скорость этого процесса разумно ограничить величиной, составляющей менее 1 Е от полного потока9Не , и тогда для импеданса Е дна стакана получают. условиеЬПЕ )10Чпгде 1 П - разность осмотического давления Не в разбавленной фазе по обе стороны от дна стакана; , " вязкость разбавленной фазы Не ; Ч - молярный объем разбавленной фазы9молярная скорость потока концентрированной фазы Не через устройство.С другой стороны, импеданс Е не должен быть слишком большим, чтобы не закрыть жидкостный канал теплообмена, поэтому достаточно ограничить верхний предел импеданса величиной порядкаЬП10Ч , где обозначенияЧп уфизических величин прежние.Оба условия легко удовлетворить с помощью выбора соответствующего диаметра зерен сферического микропорошка и толщины дна стакана. Таким образом, при условииАП ЬП( Е ( 10Чп 10 4 р Ч процесс растворения Не в теплообменнике оказывается подавленным и практически не снижает поток жидкого Не.УДанный теплообменник может в принципе обеспечить выравнивание температур встречных потоков жидких фаз3Не и тем самым повысить полезную холодопроизводительность процесса растворения Не и получить более низкую3конечную температуру./Составитель В.П 1 аманаевТехред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец Тираж 553 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5