Теплообменный элемент

СОЮЗ СНИХСНИХ 0; Р 28 1/0 ГОСУД ПО ДЕ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН,. сз Рф / АРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий по крайней мере два слоя,один из которых со стороны жидкогохладагента выполнен пористым, о т -л и ч а ющ и й с я тем, что, сцелью интенсификации теплосъема,пористый слой выполнен из лиофильного материала со сквозными порами икоэффициентом теплопроводности0,00005-0,0005 кал/град.см.с, а остальные слои выполнены из материалас коэффициентом теплопроводности0,1-17 кал/град см с.11122Изобретение относится к теплообменным элементам и может быть использовано в криогенном пробоотборномустройстве, а также в конденсаторахиспарителях криогенной техники и в 5теплообменных аппаратах, где в качестве хладагента используются жидкости в режиме изменения агрегатногосостояния жидкость - парИзвестен трубчатый теплообменный 10элемент криогенного пробоотборногоустройства, омываемый жидким хладагентом - азотом. Трубки теплообменного элемента с межтрубным кипениемжидкого хладагента имеют со стороны . 15кипения гладкую структуру поверхности 1,Известен также теплообменный элемент, содержащий по крайней мередва слоя, один из которых со стороны 20жидкого хладагента выполнен пористым,Технология изготовления пористогослоя такова, что его теплопроводностьпримерно равна теплопроводности покрываемого материала, и термическое сопротивление на границе материал " пористый слой практическинедопустимо 2 .Недостатком указанных теплообменных элементов является низкая интенсивность теплообмена.Целью изобретения является интенсификация теплосъема,Поставленная цель достигаетсятем, что в теплообменном элементе,содержащем по крайней мере два слоя,один из которых со стороны жидкогохладагента выполнен пористым,порис 1 тый слой выполнен из лиофильногоматериала со сквозными порами и коэффициентом теплопроводности0,00005-0,0005 кал/град.см с, а остальные слои выполнены из материалас коэффициентом теплопроводности0,1-17 кал/град смс.45На чертеже изображен предлагаемый теплообменный элемент.Теплообменный элемент содержит два слоя, один из которых со стороны жидкого хладагента 1 выполнен лорис тым иэ лиофильного материала 2 со сквоэнымц порами и коэффициентом теплопроводности 0,000050,0005 кал/град см с, а остальные слои выполнены из материала с коэф фициеитом теплопроводности 0,1- 17 кал/град см.с. Пористый слой отделяет теплопередающую поверхность 3 16 2от жидкого хладагента 1 и на немсформирована область 4 локализованного перегрева. Теплопередающая поверхность может быть любой формы. Теплообменный элемент работает следующим образом.К теплопередающей поверхности 3 элемента через сквозные поры (не обязательно сквозные) лиофильного материала 2 поступает жидкий хлад- агент 1, За счет теплообмена с поверхностью 3 жидкий хладагент 1 перегревается в области 4 локализованного перегрева. Наличие лиофиль.ного материала 2 препятствует конвективному переносу. тепла по всему объему жидкого хладагента, в результате чего перегревв области 4 снимается пузырьковым кипением хладагента 1 в этой области, тем самым интенсифицируется процесс теплосъема, осо" бенно при низких температурных напорах Т 3 . Выход газовых пузырьковообеспечивается через поры в лиофильном материале 2, через которые поступает к поверхности 3 жидкий хлад- агент 1. Поэтому размер пор, плотность материала, его толщина и плотность прилегания к поверхности 3 подбирается опытным путем по максимальному пузырьковому кипению или же, например, по максимальной скорости конденсации воздуха. Выход газовых пузырьков из области 4 может происходить также и вдоль теплоотделяющей поверхности 3 благодаря неплотному прилеганию к ней лиофильного материала 2. В качестве лиофильного материала 2 может служить большой круг различных материалов, как, например, асбестовая нить с коэффициентом теплопроводности 0,0004 кал/град.см с, которая наматывается на трубку трубчатого теплообменника, или асбестовая ткань с коэффициентом теплопроводности 0,0003 кал/град см с, а также хлопковая ткань с коэффициентом теплопроводности 0,00004 кал/град смс. Частично заменяет такой лиофильный материал слой инея с коэффициентом теплопроводности 0,0005 кал/град см с, который можно накопить на теплообменной поверхности. При этом слой, кон. тактирующий с сжижаемым газом, а также возможные промежуточные слои имеют теплопроводность от 0,1 кал/град смк (в случае использования сплавов, например, типа 1 ЗН 2 ХА; 15 ХА; 20 Х) до12216 Составитель Ж. МожаеваРедактор Т. Кугрышева Техред А,Ач Корректор,М. Демчик Заказ 6443/26 Тираж 630 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1117 кал/град фсм с (в случае использования серебра),Наибольшую интенсификацию теплосъема (не менее чем в 3 раза) даетугольноволокнистый материал УМВ, что,вероятно, не является пределом. Примерно в 2,5 раза повышает интенсификацию теплосъема асбест и в 2 раза иней и некоторые платяные ткани.Эти значения даны для гладкой неразвитой теплообменной поверхности,Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемого теплообменного элемента, возникает за счет интенсификации тепло- съема.