Способ изготовления теплообменной поверхности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 150 4 В 21 Р 53 06 ВСЕ;Ой.,ЛЦт 11 П Р Г ,Б. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к обработкеметаллов давлением, и, в частности, к технологии получения теплообменных поверхностей, необходимых для интенсификациипузырькового кипения в омывающей ихжидкости и для изготовления тепловыхтруб с капиллярной канавочной структрой. Цель изобретения - повышение эф. 19,80,в 1530310 А 1 фективности теплообмена поверхности, зд счет уменьшения донной части кдндвок Термоусталостные трещины 1 на полой тонкостенной цилиндрической заготовке 2 полу. чают термоциклическим воздействием нд ее внутреннюю поверхность Для отгибд. ния буртиков и одновременного раскрытия трепгин с целью образования канавок заготовку последовательно деформируют с изменением профиля ее сечения по схем: кругээллипс - круг. Способ позволяет изм- нением степени деформации регулировать ширину канавок. При использовании тепло. обменной поверхности для организации пузырькового кипения трещины являются ид- альными углублениями для зарождения пу. зырьков, а буртики способствуют интенсификации теплообмена. 9 ил.Изобретение относится к обработке метзллон давлением и, в частности, к технологии получения теплообменника поверхностей, необходимы", для интенсификации пузырькового кипения в омывающей их жидкости и для изготовления тепловых труб с капиллярной канавочной структурой.Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена поверхности за счет уменьпения донной части канавок.Нз фиг. 1 изображена тонкостенная ползя цилиндрическая (трубчатая) заготовка с косыми термоусталостными трещинами, поперечное сечение; на фиг. 2 то же, момент деформации тонкостенной заготовки, гп схемекруг - ээллипс, поперечное сечение;на фиг. 3 - то же, с канавками и буртиками; нз фиг. 4 - рдзбрызгнвающее устройство для получения наклонных термоусталостных трещин, нил со стороны щелей, аксонометрия; нд фиг. 5то же, нид со стороны кз нзлон лля подачи теплоносителей; на фиг 6 - фотография микроструктуры стали, начальный момент образования термоустгпостпых трещин; на фиг. 7 - то же, с косй термоустзлостной трещиной до отгибапн бртика; нз фиг. 8 - начало процесса . .формовки по схеме: эллипс - вокруг; на фиг. 9 - окончание процесса переформовки по схеме: эллипс - вокруг.Термоустзлостные трещины 1 на труб. чзтой заготовке 2 образуются после термоциклического нозлейстния на ее внутреннюю понерхность по приведенной далее последовательности операций.,Чля отгибания буртиков используется приспособление н виде двух пластин 3 и 4 с зубцами 5, выполненными по типу нзсечек бзрхзтного напильника, между пластинками прокатывается трубчатая заготовка.Отогнутые буртики 6 обнажают канавки 7 со гцеленилной донной частью 8. Для получения термоустзлостных трещин служит разбрызгивающее устройство 9 с каналами 10 идля полдни горячего и холодного теплоносителя и щелевидными выходами 12 и 3кззлонШе.енидные выходы выполнены н трубах 4 и 5, снабженных заглушками 16 и 17 пз их торцовых участках. Процесс переформонки здготонки по схеме: эллипс круг осуществляют пластинами 18 и 9.Пример. Берут трубку из хромоникеленой стали внешним диаметром 40 мм, тол. шиной стенки О 4 мм и длиной 200 мм. Зкреплиот трубку н держателе, вставляют внутрь трубки устройство 9 и подают по каналу 1 энтектпку натрий - калий при 20 С, з по каналу О ту же энтектику при 190 С. Устройство 9 при этом вращают со скоостьк 6000 об мин. Всю сборку помещают н контейнер с инертной атмосферой. Горячий и хололньй теплоносители из щелей 12 и 3 при врдщении устройства 9 обеспепог многократное перемещение по внут 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ренней поверхности трубчатой заготовки 2, вытянутой вдоль заготовки границы между на гретой и холодной частями заготовки.После 5 10 циклов на внутренней поверхности заготовки образуются множества косых термоусталостных трещин. Расстояние от вершины трещины до внутренней поверхности трубчатой заготовки равно в среднем 0,17 мм. Расстояние от входа в трещину до основания перпендикуляра, опущенного из вершины трещины на внутреннюю поверхность заготовки, равно также 0,17 мм.После образования трещин теплоноситель сливают, трубчатую заготовку вынимают, удаляют следы щелочного металла, зажимают заготовку между двух пластин 3 и 4 и деформируют заготовку 2 так, что ее малая ось становится равной радиусу заготовки в недеформированном состоянии (схема деформации: круг в элли).Перемещением пластин 3 и 4 во взаимно противоположных направлениях прокатывают заготовку 2 несколько раз, После этого заготовку деформируют, возвращая ей круглую в сечении конфигурацию путем воздействия на нее пластинами 18 и 9 (схема переформовки: эллипс. круг), В результате такой операции термоусталостные трещины раскрываются, образуя канавки шириной у входа в канавку, равной 0,05 мм. Лля получения большей ширины, например 0,1 мм, следует прокатывать трубчатую заготовку с большей величиной деформации.После этого трубчатую заготовку используют по назначению. Заглушив ее с торцов, ее можно использовать для пузырькового кипения жидкости, например фреонов. Заготовку можно разрезать по образующей, выпрямить и использовать для формирования емкостей другой конфигурации, чем трубчатая.Микроструктура стали на фиг. 6 получена при следующих характеристиках процесса: марка стали 12 Х 2 Н, количество термических циклов 25 О, теплоноситель энтектика натрий - калий, средняя температура теплоносителя 300 С, разность между горячим и холодным теплоносителем70 С, кратность увеличения 150. На фотографии видны множественные микротрещины в начальный период образования.На фиг. 7 получена микроструктура той же стали при тех же характеристиках процесса после 510 циклов. В середине процесса направление вращения изменено на обратный. Виден процесс изменения направления наклона трещин в зависимости от направления движения границы между на гретой и холодной частью поверхности трубчатого образца.Предлагаемый способ изготовления теплообменной поверхности обладает следующими преимуществами: способ позволяетполучить регулярные углубления столь ма. лых размеров в их донной части, которые обеспечивают наиболее эффективное проявление капиллярных сил, что особенно важно при заполнении углублений жидкостью,Направление буртиков вдоль трубчатого образца может быть винтовым с постоянным или переменным или даже меняющим направление закрутки шагом. Для этого до. статочно использовать устройство, изображенное на фиг. 4 и 5, с соответствующим образом изогнутыми щелями 2 и 3. Такая ориентация буртиков позволяет использовать их в качестве завихрителей потока теплоносителя, прокачиваемого через каналы, например, парогенератора с буртиками внут. ри, изготовленными по предлагаемому спо. собу.При использовании теплообменной поверхности для организации пузырькового кипения в больцюм объеме трещины явля. ются идеальными углублениями для,зарож. денни пузырьков, а бурти ки способствуют и нтенси фика ци и теплообмена. формула изобретения Способ изготовления теплообменной поверхности, включающий операцию образо 5 вания на внутренней поверхности тонкостенной полой цилиндрической заготовки продольных канавок с буртиками и последук гцую отгибк) буртиков, отличагощийея тем, что, с целью повышения эффекти вностн теплообмена поверхности за счет уменьшения донной части канавок, на внутрен ней поверхности заготовки преднарь тельно получают наклонные терм усгалост ные трещины, а канавки образукзт путем принудительного расширения трещин с однц временным отгибанием буртиков, при этомрасширение трещин с одновременным отги банием буртиков осуществляют путем последевательного деформирования заготовки с изменением профиля ее поперечного сечения по схеме: круг- эллипс- круг, а наклонныс термоусталостные трещины получают путем термоцикличного воздействия эвтектики на внутреннюю поверхность заготовки.(,цстдиитедь В.Текрел И ВсрссТираж 6%го кочитета по изобретеМосква, Ж 35, Рдшльский комбинат Пате ШабронаКоррекПодписияи открытияскдя идб., инт. ы, жоро,Редактор Г ГерберЗаказ 7807/11ВНИИПИ Государственно113035,ь 1 роизводственно.издат ор М Вдсидьг вдигегя при ГКНТ О. (.Р4" ь Гдгдринд, 01