Теплоаккумулирующий элемент теплообменника

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) 00, 15/ОО 151)4 Р 2 ЕТЕНИРг 1К11%3 ч11 ДЕТЕЛЬС ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ(71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов(56) Авторское свидетельство СССР У 909551, кл. Р 28 1) 15/00, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1285305, кл. Р 28 1) 19/00,1985. (54) ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ТЕПЛООБМЕННИКА(57) Изобретение может быть использовано в теплообменниках,с жидким теплоносителем и позволяет интенсифицировать теплообмен, путем обес печения постоянного перемешнвания теплоносителя (ТН). Дополнительныестержни 9 иэ сплава с термомеханической памятью закреплены в одном иэколец 6 с внешней стороны элемента.На валу 8 установлен с возможностьювращения и поочередного контакта состержнями 9 зубчатый диск 10. Кольца6 снабжены по периферии лопастями7, а диск 10 - лопастями 11, По мерепогружения элемента стержни 9 приобретают температуру ТН и один задругим изменяют угол наклона к кольцу 6, зацепляясь при этом эа диск ирезко поворачивая диск с лопастями.В результате этого погружение теплоаккумулирующего элемента сопровождается непрерывньи перемешиванием ТН,что интенсифицирует теплообмен между нагретьи в верхних слоях веществом 2 и холодными слоями ТН. 2 ил.1374027 Изобретение относится к энергетике, может быть использовано .в теплообменниках с жидким теплоносителем и является усовершенствованием технического решения по авт.св. 9 1285305. 5Целью изобретения является интенсификация теплоносителя.На фиг.1 изображен теплоаккумулирующий элемент теплообменника при отрицательной плавучести, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при положи" тельной плавучести.Теплоаккумулирующий элемент теплообменника содержит полый корпус 1 из сплава с термомеханической памятью, частично заполненный теплоемким веществом 2 и выполненный в виде эластичной оболочки 3 и охваченной последней системы 4 стержней, образующих однополостный гиперболоид вращения и закрепленных противоположными концами 5 в кольцах 6, снабженных лопастями 7. Кроме того, теплообменник дополнительно содержит вал 25 8 и дополнительные стержни 9 из сплава с термомеханической памятью, закрепленные в одном из колец 6 с внешней стороны элемента, причем на валу 8 установлен с возможностью вра щения и поочередного контакта с упомянутыми дополнительными стержнями 9зубчатый диск 10, снабженный по пеРиферии дополнительными лопастями 11,В качестве сплава с термомеханической памятью для изготовления стержней 4 и 9 можно использовать никелид титана (например, состава, мас.Е: никель 54, остальное - титан), имеющий интервал температур мартен ситного превращения от -196 до +500 С, в котором осуществим обратный эффект запоминания формы при термоциклировании.При изготовлении стержни 4 под вергают известной в металловедении термомеханической обработке для заложения памяти формы, в результате которой при температуре +10 ОС стержни 4 образуют цилиндрическую форму а при температуре +80 фС - гиперболоид вращения,при этом температуры формоизменения соответствуют температурам верхнего и нижнего слоев теплоносителя в теплообменнике. Дополнительные стержни 9 при изготовлении также подвергают термомеханической обработке для заложения памяти формы, причем каждый стержень 9, обра 2батываемый в интервале температурмартенситного превращения 10-80 С,имеет свои температуры прямого иобратного мартенситного превращения,отличающиеся у соседних стержней нанесколько градусов (например, на5 С ) . Это обеспечивает последовательное по мере изменения температурыформоизменение стержней 9Для точного соответствия температуры формоизменения в стержнях предложенномушагу срабатывания в качестве материала стержней 9 можно использовать разные сплавы с термомеханическойпамятью, имеющие разные температурымартенситного превращения, напримерникелид титана с разным соотношениемкомпонентов. формоизменение стержней9 заключается в том, что стержни 9изменяют угол наклона к торцу элемента и при этом в течение малого времени входят в зацепление с зубчатымдиском 1 О,При работе теплоаккумулирующийэлемент погружают в жидкий теплоноситель, теплоемкое вещество 2 приобретает температуру окружающегослоя этого теплоносителя. В верхнихслоях вещество 2 нагревает стержни4 до этой температуры, и последниев соответствии с заложенной памятьюизменяют форму с цилиндрической нагиперболоидную, что обеспечивает появление у элемента отрицательной .плавучести и погружение его в холодные нижние слои. Изменение формысопровождается резким поворотомстержней 4, колец 6, и лопастей 7,перемешивающих окружающий теплоноситель. По мере погружения элементадополнительные стержни 9 приобретают температуру теплоносителя и одинза другим изменяют угол наклона ккольцу 6, зацеплялясь при этом зазубчатый дисК 10 и резко поворачивая диск 10 с лопастями 11Поворот диска 1 О сопровождается интенсивным перемешиванием теплоносителялопастями 11. В результате этогопогружение теплоаккумулирующего элемента сопровождается непрерывньжперемешиванием теплоносителя диском10 и лопастями 11, что интенсифицирует теплообмен между нагретым в верхних слоях веществом 2 и холоднымислоями теплоносителя. В нижних слояхтеплоносителя вещество 2 охлаждается, стержни 4 вследствие этого меня1374027 Формула изобретенияТеплоаккумулирующий элемент теплообменника по авт.св. В 1285305, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации тенлообмена путем обеспечения постоянног 6 перемешивания теплоносителя, он дополнительно содержит вал и дополнительные стержни из сплава с термомеханической памятью, закрепленные в одном из колец с внешней стороны элемента, причем на валу установлен с возможностью вращения и поочередного контакта с дополнительными стержнями зубчатый диск, снабженный по периферии дополнительными лопастями. ют форму с гиперболоидной на цилиндрическую, и элемент начинает всплывать, получив при изменении формыположительную плавучесть. В моментизменения формы лопасти 7 снова перемешивают теплоноситель. Подъем элемента сопровождается формоизменениемот нагрева стержней 9, и диск 10 лопастями 11 снова перемешивает жидкость. Далее цикл повторяется. Свойства сплавов с термомеханической памятью обеспечивают 1 О - 103- циклов 1007-ного возврата формы, что15 обеспечивает длительную и надежную работу теплоаккумулирующего элемента. енко тор Заказ 560/35 ВНИИПТираж 606 И Государственного комитет по делам изобретений и .открыт 113035, Москва, Ж, Раушская н