Теплоаккумулирующий элемент теплообменника

 

Изобретение может быть использовано в теплообменниках .с жидким теплоносителем и позволяет интенсифицировать теплообмег путем обеспечения постоянного перемешивания теплоносителя (ТН). Дополнительные стержни 9 из сплава с термомеханической памятью закреплены в одном из колец 6 с внешней стороны элемента. На валу 8 установлен с возможностью вращения и поочередного контакта со стержнями 9 зубчатый диск 10. Кольца 6 снабжены по периферии лопастями 7, а диск 10 - лопастями 11. По мере |погружения элемента стержни 9 приобретают температуру ТН и один за другим изменяют угол наклона к кольцу 6, зацепляясь при этом за диск и резко поворачивая диск с лопастями. В результате этого погружение теплоаккумулирующего элемента сопровождается непрерывные перемешиванием ТН, что интенс1 ицирует теплообмен между нагретым в верхних слоях веществом 2 и холодными слоями ТН. 2 ил. с 9 (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 F 28 D 19/00, 15/ОО р г «р 1т р cg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1285305 (21) 41 09208/24-06 (22) 20.08.86. (46) 15.02.88. Бюл. И 6 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов (72) Е.Н.Шапкин (53) 621.565.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 909551, кл. F 28 D 15/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1285305, кл. F 28 D 19/00,1985. (54) ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

ТЕПЛООБМЕННИКА (57) Изобретение может быть использовано в теплообменниках,с жидким теплоносителем и позволяет интенсифицировать теплообмен, путем обеспечения постоянного перемешнвания

„„SU„„1374027 A 2 теплоносителя (ТН). Дополнительные стержни 9 иэ сплава с термомеханической памятью закреплены в одном из колец 6 с внешней стороны элемента.

На валу 8 установлен с возможностью вращения и поочередного контакта со стержнями 9 зубчатый диск 10. Кольца

6 снабжены по периферии лопастями

7, а диск 10 - лопастями 11. По мере погружения элемента стержни 9 приобретают температуру ТН и один sa другим изменяют угол наклона к кольцу 6, зацепляясь при этом эа диск и резко поворачивая диск с лопастями.

В результате этого погружение теплоаккумулирующего элемента сопровождается непрерывньм перемешиванием ТН, что интенсифицирует теплообмен между нагретьи в верхних слоях веществом 2 и холодными слоями ТН. 2 ил. С

1374027

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано .в теплообменниках с жидким теплоносителем и является усовершенствованием технического решения по авт.св. 9 1285305. 5

Целью 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, 1 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- 30 щения и поочередного контакта с упомянутыми дополнительными стержнями 9 зубчатый диск 10, снабженный по периферии дополнительными лопастями 11.

B качестве сплава с термомеханической памятью для изготовления стержней 4 и 9 можно использовать никелид титана (например, состава, мас.Ж: никель 54, остальное — титан), имеющий интервал температур мартен- 40 ситного превращения от -196 до

+500 С, в котором осуществим обратный эффект запоминания формы при термоциклировании.

При изготовлении стержни 4 под- 45 вергают известной в металловедении термомеханической обработке для заложения памяти формы, в результате которой при температуре +10 C стержHH 4 образуют цилиндрическую форму 50 а при температуре +80 С вЂ” гиперболоид вращения,при этом температуры формоизменения соответствуют температу рам верхнего и нижнего слоев теплоносителя в теплообменнике. Дополнительные стержни 9 при изготовлении также подвергают термомеханической обработке для заложения памяти формы, причем каждый стержень 9, обра2 батываемый в интервале температур мартенситного превращения 10-80 С имеет свои температуры прямого и обратного мартенситного превращения, отличающиеся у соседних стержней на несколько градусов (например, на

5 С ) . Это обеспечивает последовательное по мере изменения температуры формоизменение стержней 9 ° Для точного соответствия температуры формоизменения в стержнях предложенному шагу срабатывания в качестве материала стержней 9 можно использовать разные сплавы с термомеханической памятью, имеющие разные температуры мартенситного превращения, например никелид титана с разным соотношением компонентов. Формоизменение стержней

9 заключается в том, что стержни 9 изменяют угол наклона к торцу элемента и при этом в течение малого времени входят в зацепление с зубчатым диском 10.

При работе теплоаккумулирующий элемент погружают в жидкий теплоно-! ситель, теплоемкое вещество 2 приобретает температуру окружающего слоя этого теплоносителя. В верхних слоях вещество 2 нагревает стержни

4 до этой температуры, и последние в соответствии с заложенной памятью изменяют форму с цилиндрической на гиперболоидную, что обеспечивает появление у элемента отрицательной . плавучести и погружение его в холодные нижние слои. Изменение формы сопровождается резким поворотом стержней 4, колец 6, и лопастей 7, перемешивающих окружающий теплоноситель. По мере погружения элемента дополнительные стержни 9 приобретают температуру теплоносителя и один за другим изменяют угол наклона к кольцу 6, зацеплялясь при этом за зубчатый дисК 10 и резко поворачивая диск 10 с лопастями 11 ° Поворот диска 10 сопровождается интенсивным перемешиванием теплоносителя лопастями 11. В результате этого погружение теплоаккумулирующего элемента сопровождается непрерывньж перемешиванием теплоносителя диском

10 и лопастями 11, что интенсифицирует теплообмен между нагретым в верхних слоях веществом 2 и холодными слоями теплоносителя. В нижних слоях теплоносителя вещество 2 охлаждается, стержни 4 вследствие этого меня1374027

Составитель Н. Белякова

Редактор А.Маковская Техред А. Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 560/35 Тираж 606 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 ют форму с гиперболоидной на цилиндрическую, и элемент начинает всплывать, получив при изменении формы положительную плавучесть. В момент изменения формы лопасти 7 снова перемешивают теплоноситель. Подъем элемента сопровождается формоиэменением от нагрева стержней 9, и диск 10 лопастями 11 снова перемешивает жидкость. Далее цикл повторяется.. Свойства сплавов с термомеханической памятью обеспечивают 10 - 10

l 3циклов 1 OOX-ного возврата формы, что

15 обеспечивает длительную и надежную работу теплоаккумулирующего элемента.

Формула изобретения

Теплоаккумулирующий элемент теплообменника по авт.св. 11 1285305, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации тенлообмена путем обеспечения постоянног6 перемешивания теплоносителя, он дополнительно содержит вал и дополнительные стержни as сплава с термомеханической памятью, закрепленные в одном as 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.