Устройство для интенсификации теплообмена

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКР "л РЕТЕНИЯ ет бд ааааЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1334041., кл, Р 28 Е 13/12, 1986,(54) УСТРОЙСТ 80 ДЛЯ ИНТЕНСЦИИ ТЕПЛООБМЕНА о).ъЖ ио 1 638543 А(57) Изобретение позволяет расширить область применения устройства. Устройство содержит систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов; выполненных из двух частей 1 и 2, закрепленных на стержнях 3, установленных перпендикулярно к теплообмен ной поверхности 4. Каждая часть элементов имеет профиль крыла и жестко закреплена на стержнях концевой частью профиля. Части 1 и 2 элементов выполнены с различными характеристиками, 1 з. п. ф - лы, 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в различных теплообменниках с газожидкостным теплоносителемкак при наличии границы раздела фаз, так и при ее отсутствии,Цель изобретения - расширение области применения.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, на фиг. 2 - вариант исполнения при наличии на теплообменной поверхности жидкой пленки; на фиг, 3 - вариант устройства при движении жидкости и газа в одном направлении, вид сверху,Устройство содержит систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов, выполненных из двух частей 1 и 2, закрепленных на стержнях 3, установленных перпендикулярно к тепло- обменной поверхности 4, Каждая часть 1 и 2 элементов имеет профиль крыла и жестко закреплена на стержнях 3 концевой частью профиля, Кроме того, части 1 и 2 элементов выполнены с различными характеристиками.Устройство работает следующим образом.При движении жидкой пленки и неподвижного прилегающего газового потока проходит обтекание нижней части 1 элемента в виде крылового несимметричного профиля. При этом на элемент действует подъемная сила, направленная перпендикулярно вектору скорости 01, Подьемная сила, действуя на нижнюю часть 1 элемента, отклоняет его от исходного состояния, увеличивая угол атаки а. При этом в системе (стержень 3 и нижняя,асть 1 элемента) вследствие упругой деформации появляются упругие силы, создающие момент относительно стержня 3, противоположный моменту, создаваемому аэродинамической силой. При превышении критического угла атаки а вследствие срыва потока происходит падение подьемной силы, Накопленная энергия упругости системы стержень 3 - нижняя часть 1 элемента силой, направленной противоположно аэродинамической силе, возвращает элемент в исходное состояние, т, е. устанавливает его под углом атаки, меньшим критического. Таким образом, происходят колебания элемента. Вихри, срывающиеся с впереди расположенного элемента (вверх по потоку), также возбуждают колебания упруго закрепленной на стержне 3 части 1 элемента, что дополнительно турбулизует поток и очищает поверхность 4 от загрязнений. При колебании под действием движущейся жидкой пленки нижней части 1 элемента как одно целое колеблется и верхняя часть 2, находящаяся над жидкой пленкой в неподвижном газе. Совершая колебания, верхняя часть 2 элемента перемещает находящийся над жидкой пленкой газ, турбулизируя,его и создавая в нем пульсирующее движение, Вследствие наличия турбулизированного и пульсирующего газового потока интенсифицируется теплообмен между движущейся жидкой пленкой идвижущимся газовым потоком, что приводит к дополнительному снижению температуры жидкой пленки, увеличению разности температур между теплообменной поверхностью 4 и обтекающей ее жидкой пленкой и соответственно к дополнительной интенсификации теплообмена между ними.При неподвижной пленке и движущемся над ней газовом потоке часть 2 элемента совершает колебания по вышеописанному методу, аналогично колебаниям нижней части 1, обтекаемой движущейся жидкостью, Синхронно с колебаниями верхней части 2 элемента колеблется нижняя его часть 1, находящаяся в жидкости. При колебании нижней части 1 происходит поступательное движение жидкости, турбулизация и пульсирование, что интенсифицирует теплообмен между теплообменной поверхностью 4 и жидкой пленкой,Кроме этого, наличие движения жидкости и газа интенсифицирует теплообмен между жидкой пленкой и газовым потоком, снижает температуру жидкости и тем самым дополнительно интенсифицирует теплообмен за счет повышения разности температур между теплообменной поверхностью 4 и жидкой пленкой,Изменяя геометрические характеристики нижней 1 и верхней 2 частей элементов (относительную толщину, форму поперечного сечения, длину хорды, угол атаки), можно регулировать скорости создаваемого движения как жидкости, так и газовой среды и тем самь м регулировать теплообмен между тепло- обменной поверхностью 4 и жидкой пленкой.Формула изобретения 1. Устройство для интенсификации теплообмена, содержащее систему колеблющихся под действием теплоносителя элементов, выполненных из частей, закрепленных на стержнях, установленных перпендикулярно к теплообменной поверхности, о тл и чаю щее с я тем,что, с целью расширения области применения, элементы имеют профиль крыла и жестко закреплены на стержнях концевой частью профиля,1638543 2 Составитель М. Косоротоведактор М.Товтин Техред М.Моргентал Корректор И,Му каз 920 Тираж 385 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 10 2. Устройство поп,1, отлича ющеес я тем, что каждая часть элементов выполнена с различными характеристиками профиля,