Теплообмінна поверхня
Номер патенту: 35904
Опубліковано: 10.10.2008
Автори: Ніколаєнко Тимофій Юрійович, Ніколаєнко Юрій Єгорович
Формула / Реферат
1. Теплообмінна поверхня, що містить основу з теплопровідного матеріалу та виконані на ній ребра з теплопровідного матеріалу, що розміщені з зазором між собою, яка відрізняється тим, що величина зазору між ребрами менше, ніж товщина ребра, і знаходиться в межах від 0,1 до 0,5 мм включно, а товщина кожного ребра знаходиться в межах від 0,6 до 2 мм включно.
2. Теплообмінна поверхня за п. 1, яка відрізняється тим, що основа та ребра виконані як одне ціле.
Текст
1. Теплообмінна поверхня, що містить основу з теплопровідного матеріалу та виконані на ній 3 35904 4 забезпечення надійного теплового контакту у місвого контакту ребра 2. Ребра 2 розміщені на осноцях перетину дротів сітки між собою. ві 1 з зазором 3 між собою. Тепловий контакт між Найбільш близькою до запропонованої за суосновою і ребрами може бути виконаний, наприкупністю ознак і технічному результату є конструкклад, за рахунок виготовлення теплообмінної поція теплообмінної поверхні, яка вибрана за протоверхні методом екструзії або лиття під тиском з тип, [див. книгу: А.Д. Фролов. Теоретические одночасним одержанням як одного цілого і основи основы конструирования и надежности радиоэлеі ребер, або за рахунок зварювання чи паяння між ктронной аппаратуры. - М: Высшая школа, 1970, собою окремо виготовлених ребер та основи. Вес.295-296, рис.7.28], що містить основу з теплоличина зазору між ребрами менша ніж товщина провідного матеріалу, на якій із забезпеченням ребра. Товщина а кожного ребра 2 знаходиться в теплового контакту виконані ребра з теплопровідмежах від 0,6 до 2мм, а величина b зазору 3 між ного матеріалу. Ребра мають форму прямокутних ребрами 2 складає від 0,1 до 0,5мм включно. Випластин і розміщені з зазором між собою, величисота кожного ребра у конкретному варіанті викона якого перевищує товщин у ребра, і складає нання визначається шляхом розрахунків за відо4...6мм (див. С.296 зазначеної книги). Така тепломими з основ теплопередачі формулами для обмінна поверхня дозволяє при примусовій конверозрахунку ефективності ребра і може бути обракції забезпечити турбулентний режим руху теплона в межах, наприклад, від 3 до 10мм (в залежносносія між ребрами і таким чином підвищити ті від конкретного значення величини зазору та інтенсивність процесу теплообміну. Як правило, товщини ребра в конкретній конструкції теплообтакі теплообмінні поверхні виготовлюють фреземінної поверхні). руванням або за допомогою лиття з алюмінієвих Основа та ребра можуть бути виконані як одне сплавів. ціле. Недоліком таких теплообмінних поверхонь є Теплообмінна поверхня працює таким чином. необхідність значної швидкості та, відповідно, виДо основи 1 підводять зовнішній тепловий потік, трат теплоносія для забезпечення турбулентного який нагріває її. Скрізь зазори 3 між ребрами 2 під режиму течії, при якому досягається підвищення дією необхідного надлишкового тиску подають коефіцієнту тепловіддачі з поверхні теплообміну, теплоносій, наприклад, дистильовану воду, з темщо потребує значних енергозатрат на його подачу, пературою на вході, нижчою за температури оснооскільки відомо [див. книгу А.Д. Краус. Охлаждеви. При цьому зверху теплообмінну поверхню герние электронного оборудования. - Л.: Энергия, метично закривають кожухом (на Фіг.1 кожух не 1971, с.88], що подвоєння коефіцієнту тепловіддапоказано). Теплота від основи 1 теплопровідністю чі потребує збільшення швидкості циркуляції тепматеріалу ребер передається до бічної поверхні лоносія більше ніж у два рази, а для подвоєння ребер 2 і нагріває її. За рахунок вибраного діапашвидкості необхідно збільшення напору в чотири зону значень товщини а ребра від 0,6 до 2мм рази, а витрат потужності у вісім разів. включно досягається їх достатня ефективність, В основу корисної моделі поставлено задачу завдяки чому температура поверхні ребер при їх створити таку конструкцію теплообмінної поверхні, висоті від 3 до 10мм майже дорівнює значенню яка б забезпечила підвищення ефективності тептемператури основи. Унаслідок різниці температур лообміну при примусовій конвекції теплоносія при між бічною поверхнею ребер і рідкого теплоносія одночасному зниженні витрат теплоносія та енер(води) починає відбуватися конвективний теплогозатрат на його подачу. обмін між ними. Завдяки вибраній величині зазору Поставлена задача вирішується за рахунок то3 в межах від 0,1 до 0,5мм включно забезпечуєтьго, що в теплообмінній поверхні, що містить оснося передача теплоти від бічної поверхні ребер до ву з теплопровідного матеріалу та виконані на ній рідкого теплоносія в зазорі через тонкий шар рідиребра з теплопровідного матеріалу, що розміщені ни, який формується сусідніми ребрами і тому доз зазором між собою, величина зазору між ребрарівнює половині величини зазору. При цьому коеми менша ніж товщина ребра і знаходиться в мефіцієнт тепловіддачі визначається жах від 0,1 до 0,5мм, а товщина кожного ребра теплопровідністю рідини та товщиною її шару біля вибрана в межах від 0,6 до 2мм. Основа та ребра нагрітої поверхні ребер. Оскільки величина зазору можуть бути виконані як одне ціле. вибрана в межах від 0,1 до 0,5мм, товщина шару При таких вибраних значеннях геометричних рідини біля поверхні ребра складає від 0,05 до розмірів теплообмінної поверхні при примусовій 0,25мм. Таким чином тепловий потік відводиться конвекції в зазорах спостерігається ламінарний від основи 1 до потоку води в зазорах 3 теплообрежим течії при мінімальних швидкостях та витрамінної поверхні при її примусовій конвекції скрізь тах теплоносія, а коефіцієнт тепловіддачі, який в щілинні зазори теплообмінної поверхні. даному рішенні визначається теплопровідністю та При заявлених розмірах зазорів об'ємні витратовщиною тонкого шару теплоносія на нагрітій ти рідкого теплоносія скрізь них для забезпечення поверхні, наближається до значень, притаманних ламінарного режиму течії складають одиницікипінню у великому об'ємі. десятки мл/с, в той час, як в прототипі, наприклад, Конструкція запропонованої теплообмінної подля забезпечення турбулентного режиму течії воверхні схематично показана на Фіг. ди (критерій Рейнольда дорівнює 104) для забезТеплообмінна поверхня містить основу 1, яка печення необхідної швидкості води (0,8-0,6м/с) в виконана, наприклад, у вигляді пластини товщизазорах величиною 4...6мм між ребрами висотою ною 3мм з теплопровідного матеріалу, наприклад, 10мм потрібні витрати теплоносія на два-три поалюмінію чи його сплаву, і встановлені на основі рядки більші (біля 5.103мл/с). під прямим кутом до неї із забезпеченням тепло 5 35904 6 Заявлена конструкція теплообмінної поверхні, призводить до подальшого збільшення товщини завдяки виконанню щилінних зазорів між ребрами шару теплоносія біля бічної поверхні ребер і зни(від 0,1 до 0,5мм включно) і зменшенню товщини женню коефіцієнта тепловіддачі при одночасному шару теплоносія біля нагрітої бічної поверхні резбільшенню необхідних витрат теплоносія. бер, відповідно, до 0,05...0,25мм, дозволяє суттєво Практичне виготовлення заявленої теплообпідвищити коефіцієнт тепловіддачі від поверхні мінної поверхні можливе, наприклад, методом ребер, збільшити кількість ребер на одиниці повеекструзії, способом видавлювання, методом лиття рхні основи та за рахунок цього збільшити загальпід тиском, шляхом набору з окремих пластинну площу поверхні теплообміну і кількість теплоти, ребер з прокладками між ними та паянням припощо відводиться. єм або зварюванням, методом пресування та інЗначне підвищення коефіцієнту тепловіддачі з шими можливими способами. поверхні ребер, що розміщені між собою з зазором В інших варіантах виконання в межах однієї від 0,1 до 0,5мм, та низькі витрати теплоносія підтеплообмінної поверхні можливо виконання ребер тверджується експериментально [див. статтю Ю.Е. різної товщини та зазорів різної величини в межах Николаенко, Э.С. Малкин, Н.Э.Фуртат, вказаних у формулі корисної моделі та даному Т.Ю.Николаенко. Экспериментальное исследоваопису значень, а також ребер різної довжини. Ребние одноканального щелевого теплообменника ра можуть розміщува тись під кутом до основи, жидкостной системы охлаждения для микропровідмінним від прямого кута. Ребра можуть бути цессора // Технологические системы. - 2007. - №4. виконані з матеріалу іншого, ніж основа. Форма - С.54-62, рис.6 та табл.1]. З наведеного на рис.6 основи може бути відмінною від прямокутної, назазначеної статті графіку (крива 1) видно, що коеприклад, круглою, овальною, трикутною, багатокуфіцієнт тепловіддачі зростає від 0,5.104 до тною тощо. 2,4.104Вт/(м 2 °С) зі зменшенням величини щілинТаким чином, запропонована теплообмінна ного зазору від 0,5 до 0,1мм відповідно. При цьому поверхня є новою, має винахідницький рівень, є витрати теплоносія (див. табл.1 зазначеної статті) промислово придатною і дозволяє підвищити інтескладають лише від 0,3 до 17,1мл/с. нсивність теплообміну при одночасному суттєвому Нижня границя зазору (0,1мм) обмежена різзменшенні витрати теплоносія і може бути викориким зростанням гідравлічного опору та те хнологічстана при створенні теплопередавальних та тепними труднощами виконання зазорів з меншою лообмінних пристроїв, наприклад, теплообмінників величиною. Верхня границя (0,5мм) обумовлена для охолодження потужних мікропроцесорів та тим, що подальше збільшення величини зазору інших тепловиділяючих пристроїв. Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHeat exchange surface
Автори англійськоюNikolaienko Tymofii Yuriiovych, Nikolaienko Yurii Yehorovych
Назва патенту російськоюТеплообменная поверхность
Автори російськоюНиколаенко Тимофей Юрьевич, Николаенко Юрий Егорович
МПК / Мітки
МПК: F28F 3/08, F28F 3/02, F28F 3/04
Мітки: поверхня, теплообмінна
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-35904-teploobminna-poverkhnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Теплообмінна поверхня</a>
Попередній патент: Спосіб виготовлення будівельного термоблока незнімної опалубки
Наступний патент: Спосіб вибору оптимального методу лікування хворих з резидуальними каменями нирок
Випадковий патент: Спосіб лікування гострого панкреатиту (в експерименті)