Теплоаккумулирующий элемент теплообменника

(19) 11) 114 Г 280 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 1 Р 11 Н,1 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСА К АВТОРСК ителем. Цель изобретения - продлеие ресурса работы теплообменника.Для этого стержни 3 выполнены иэ 9 угого маержнямиской памо последними од сверхумежду о-исследовател ехан итут строител гиперскоряюеров нополостногоСтержни 3 у формы и разм как обладают ти, и интенс естеболоида вращени 1007-ный возвра стержней 4, так ицируютплообтом сверхупругперемешивание плоносителя и менник использоважидким тепло(71) Уральский науский и проектный иных материалов(57) Изобретение мв теплообменниках свидетепьств териала, установлены4 из сплава с термоятью и закрепленыним с образованием5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в теплобменниках с жидким теплоносителеми является усовершенствованием изобретения по авт. св.1285305.Пелью изобретения является продление ресурса работы теплообменника.Па фиг, 1 приведен теплоаккумулирующий элемент теплообменника приотрицательной плавучести, продольныйразрез; на фиг. 2 - то же, при положительной плавучести; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 2.Теплоаккумулирующий элемент теплообменника содержит полый корпусв виде эластичной оболочки 1 иэ спла.ва с термомеханической памятью, частичнс заполненной теплообменным веществом 2 и охваченной внутри системой стержней 3 и 4, образующих одноплостный гиперболоид вращения и закрепленных противоположными концамив кольцах 5 и 6, снабженных лопастями 7. Стержни 3 выполнены из сверхупругого материала и установлены между стержнями 4, выполненными из сплава с термомеханической памятью.В качестве сплана с термомеханической памятью для изготовлениястержней 4 может использоваться никелид титана (547 никеля, остальное - титан), обладающий при температуреот +40" С и ниже до +60 С и вьппе обратимым эффектом запоминания формы при термоциклиронании, При изготонлениистержни 4 должны быть подвергнуты известной н металловедении термомеханической обработке для заложения термомеханической памяти: формы однополостного гиперболоида, для чего кольца 5 и 6 поворачиваются одно относительно другого, теплоаккумулирующийэлемент н течение 1 ч отжигают при0 о 500 С, затем охлаждают до 20 С, пластически деформируют при ней до получения цилиндрической формы элемента(степень объемной деформации для каждого стержня 4 составляет 10-207. за счет сжатия стержней 4; а кроме того, стержни 4 поворачиваются относительно колец 5 и 6), тренируют термоциклиронанФем под внешней нагрузкой (сопротивленип 1 изменению формы) при числе циклн не более 100 в интервале темпера гур мартенситного превращения в .матс риале стержней 4, например, от +25 д +75 С. В результате такой обрабтки ".еплаккумулирующий элемент при 25 С имеет цилиндрическую форму (фиг. 2), при 75 С - форму однополостного гиперболоида вращения (фиг.1).В качестве сплана с эффектом сверх-упругости для изготовления стержней 3 может использонаться никелид титана (567 никеля, 0,17 германия, остальное - титан), интервал температур мартенситного превращения которого не превышает температуру мартенситного превращения сплава стержней 3,онапример 10 С. При изготовлении стержней 3 их подвергают специальной термомеханической обработке для заложения эффекта сверхупругости: стержнио 3 в течение 1 ч отжигают при 500 Сои затем охлаждают до 20 С без последующей пластической деформации. В результате этого стержни 3 способны обратимо изгибаться при механическом воздействии напряжений от стержней 4 (при изменении их формы) со 1007-ным упругим возвратом формы и напряжениях ми при этом до 60 кгс/ммТеплоаккумулирующий элемент теплообменника работает следующим образом. Элемент погружают н жидкий тепло- носитель (не показан) теплообменника, в результате контакта с которым стержни 4 приобретают температуру верхних слоев теплоносителя, наприомер 80 С, и начинают деформироваться, при этом кольца 5 и 6 резко поворачиваются одно относительно другого, лопасти 7 перемешивают теплоноситель, а элемент приобретает отрицательную плавучесть и начинает погружаться в нижние слои теплоносителя. Нагревостержней 4 до 80 С обуславливает развитие в их материале напряжений до 60 кгс/мм в момент изменения формыб элемента. Нагрев стержней 3 до 80 С обеспечивает понижение предела текуа чести их материала до 20 кгс/мм, поэтому стержни 3 не препятствуют повороту стержней 4 и однонременному 1 О-ному сжатию.По мере погружения происходит теплообмен между теплоемким веществом 2 и жидким теплоносителем теплообменника, в результате чего снижается температура вещества 2, При охО лаждении стержней 3 и 4 до 20 С упругие напряжения (до 60 кгс/мм ) сверх- упругого сплава стержней 3 значительно превышают понижающийся при прямоммартенситном превращении до 20 кгс/ммпредел текучести в сплаве стержней 4,что обусловлено различием в температурах мартенситного превращения, истержни 3 ускоряют 1007-ный возврат5формы и размеров стержней 4. Это значительно усиливает вращательный импульс в момент изменения формы элемента с гиперболоидной на цилиндрическую и сохраняет его величину приболее 107 циклах изменения формы.При изменении формы теплоаккумулирующий элемент приобретает положительную плавучесть, а лопасти 7 перемешивают теплоноситель и одновременноот импульса элемент смещается от траектории погружения. Затем элементвсплывает по новой траектории и далеепроцесс изменения плавучести повторяется,Предлагаемое устройство позволяетповысить ресурс работы теплоаккумулирующего элемента теплообменника за счет обеспечения 1007-ного возврата формы элемента при помощи стержней 3, обладающих эффектом сверхупругости. Кроме того, интенсифицируется перемешивание теплоносителя теплообменника.Формула изобретенияТеплоаккумулирующий элемент теплообменника по авт. св. У 1285305, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения ресурса, он содержит дополнительные стержни, выполненные из сверхупругого материала, установленные между стержнями из сплава с термомеханической памятью и закрепленные идентично последним с образованием вместе с ними однополостного гиперболоида вращения.379587 Составитель Г, Савватимскийедактор А. Шандор Техред И,Дидык Корректор ипенк 67/4 раж 606 Государствен делам изобрет осква, Ж, Т Подписнотета СССР го коий и п 13035, ыти б.,ушская Произ венно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4