Термостатирующее устройство для высокоомных жидких сред

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при охлаждении радиоэлектронной аппаратуры, в системах кондиционирования воздуха и т.д. Цель изобретения - повышение точности термостатирующего устройства. Термостатирующее устройство содержит корпус 1, в котором циркулирует высокоомная жидкость , основной теплообменник 2, трубопровод хладоносителя 3, дополнительный теплообменник (барботер) 4, трубопроводы сжатого газа 5 и теплоносителя 6, датчик 7 температуры, высоковольтный источник 9 питания, блок 10 регулирования, теплообменную поверхность 11 и отверстие 12 для выхода газа. Между поверхностями теплообмена основного и дополнительного теплообменников 2 и 4 расположена металлическая сетка 8, подключенная к высоковольтной клемме источника питания 9, к заземленной клемме которого подключена поверхность 11 теплообмена дополнительного теплообменника 4. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 G 05 0 23/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1474618 (21) 4798156/24 (22) 23.01.90 (46) 15,06,92. Бюл. hh 22 (71) Институт прикладной физики АН МССР (72) M.К,Болога, Ф,М.Сажин, А,Н.Майборода и О.И.Мардарский (53) 621,555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1474618, кл. G 05 D 23/30, 1986. (54) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ВЫСОКООМНЫХ ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при охлаждении радиоэлектронной аппаратуры, в системах кондиционирования воздуха и т,д.

Цель изобретения — повышение точности. Ы „, 1741112 А2 термостатирующего устройства. Термостатирующее устройство содержит корпус 1, в котором циркулирует высокоомная жидкость, основной теплообменник 2, трубопровод хладоносителя 3, дополнительный теплообменник (барботер) 4, трубопроводы сжатого газа 5 и теплоносителя 6, датчик 7 температуры, высоковольтный источник 9 питания, блок 10 регулирования, теплообменную поверхность 11 и отверстие 12 для выхода газа. Между поверхностями теплообмена основного и дополнительного теплообменников 2 и 4 расположена металлическая сетка 8, подключенная к высоковольтной клемме источника питания 9, к заземленной клемме которого подключена поверхность 11 теплообмена дополнительного теплообменника 4. 1 ил.

1741112

55

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при охлаждении, радиоэлектронной аппаратуры, в системах кондиционирования воздуха и т.д, По основному авт.св. № 1474618 известно термостатирующее устройство для высокоомных жидких сред, содержащее корпус, заполненный жидкой средой с расположенными в ней основным теплообменником, подключенным к трубопроводу хладоносителя, и барботером, связанным с трубопроводом сжатого воздуха, и последовательно соединенные датчик температуры, блок регулирования и исполнительный элемент, причем барботер выполнен в виде теплообменной поверхности с отверстиями диаметром не более 400 мкм, образующей допол нител ьный теплообMенни к, подключенный к трубопроводу теплоносителя, а исполнительный элемент образован поверхностями теплообмена основного и дополнительного теплообменников, подключенными к высоковольтному источнику питания, связанному с блоком регулирования.

Недостатком известного устройства является его сравнительно низкая точность термостатирования, что обусловлено недостаточно низкой инерционностью устройства, присущей данной конструкции.

Предлагаемое устройство для термостатирования высокоомных жидких сред обеспечивает термостабилизацию с точностью не ниже +0,1 С, что выше в сравнении с прототипом, так как регулируется выделяемая тепловая нагрузка не только основного, но и дополнительного теплообменника.

Цель изобретения — повышение точности термостатирующего устройства, Поставленная цель достигается тем, что между поверхностями теплообмена основного и дополнительного теплообменников расположена металлическая сетка, подключенная к высоковольтной клемме источника питания, к заземленной клемме которого подключена поверхность теплообмена дополнительного теплообменника, Суть изобретения заключается в том, что между теплообменными поверхностями расположена металлическая сетка, на которую и подается высоковольтный потенциал; теплообменные же поверхности заземлены.

При температуре теплоносителя ниже температуры статирования принцип действия описываемого устройства осуществляется, как и в основном авт,св, ¹ 1474618; пузырьки газа осаждаются на поверхность основного теплообменника в виде пенного слоя и охлаждение жидкости резко сокращается, 5

45 что приводит к увеличению температуры теплоносителя, обусловленным тепловым потоком с дополнительного теплообменника. В случае, когда температура теплоносителя достигает температуры статирования или превышает ее, на металлическую сетку подается высоковольтный потенциал, при этом под действием электрических сил происходит разблокировка основного теплообменника и блокировка дополнительного, что приводит к уменьшен ию времен и достижения теплоносителем температуры статирования . и увеличению точности термостатирования, Для этого размеры ячеек металлической сетки должны удовлетворять условию

0 = (1,2 — 1,5)(6 0 d/(Ðæ -pr)g), (1) где о — коэффициент поверхностного натяжения жидкости при наименьшей температуре статирования, Н/м;

d — диаметр отверстий барботера, м; р и рг — соответственно плотность жидкости и газа при наименьшей температуре статирования, кг!M;

g — ускорение силы тяжести, м/с .

Размеры ячеек выбраны из соображения прохождения пузырьков, недеформируемых электрическим полем, т.е, на 1,2 — 1,5 больше их максимально возможного диаметра. Последнийдостигается при наименьшей температуре статирования, когда поверхностное натяжение жидкости максимально, В электрическом. поле пузырьки деформируются, увеличивая свой диаметр в 2,0 — 2,5 раза и они, кроме того, отталкиваются от сетки и не могут проходить через ее ячейки, что повышает надежность блокировки дополнительного теплообменника.

Часть формулы (1) 6 о d/(р< — pi) связывает диаметр отверстий барботера с диаметром отрыва пузырька, На чертеже представлено предложенное устройство для термостатирования, продольный разрез, Термостатирующее устройство для высокоомных жидких сред содержит корпус 1, выполненный из теплоизоляционного диэлектрического материала, основной теплообменник 2, трубопровод 3 хладоносителя, дополнительный теплообменник, выполненный в виде барботера 4, трубопровод 5 сжатого газа, трубопровод 6 носителя, да чик 7 температуры, металлическую сетку 8, подключенную к высоковольтной клемме источника 9, блок 10 регулирования, исполнительные элементы, образованные поверхностями теплообмена основного теплообменника 2 и металлической сетки 8, а также теплообменной поверхнос.гью 11

1741112

Формула изобретения

Термостатирующее устройство для высокоомных жидких сред по авт.св. й. 1474618, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности термостатирующего устройства, между поверхностями теплообмена основного и дополнительного теплообменников расположена металлическая сетка, подключенная к высоковольтной клемме источника питания, к заземленной клемме которого подключена поверхность теплообмена дополнительного теплообменника.

Составитель Ф, Сажин

Редактор M. Келемеш Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 2085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 барботера 4 и металлической сеткой 8. Датчик 7 температуры размещен в высокоомной жидкой среде и экранирован от влияния электрического поля заземленной поверхностью основного теплообменника 2. В 5 крышке корпуса 1 выполнено отверстие 12 для выхода барботирующего воздуха. Корпус заполнен BblcoKQQMHoA жидкой средой

13 электропроводностью 10 — 10 ч Ом/м, например трансформаторным маслом, фре- 10 оном, керосином, растительным маслом.

Устройство работает следующим образом.

При открытой подаче хладоносителя и теплоносителя в теплообменники 2 и 4 че- 15 рез отверстия барботера 4 пропускают сжатый воздух с расходом 0,5 — 5 м /ч.

Если температура жидкой среды tcp ниже температуры статирования t T, высокоBollbTHblA потенциал на сетку 8 не подается 20 и электрическое поле между сеткой и поверхностями теплообменников 2 и 4 отсутствует. В этом случае пузырьки газа осаждаются на поверхности теплообменника 2 в виде пенного слоя, блокируя ее, что приводит к 25 уменьшению интенсивности охлаждения жидкости 13 теплообменником 2 и разогревом ее от теплообменника 4.

При tap тст сигнал с датчика 7 температуры попадает на блок 10 регулирования, 30 который включает высоковольтный источник 9, и на металлическую сетку 8 подается высоковольтный потенциал. На пузырьки, осевшие на поверхности теплообменника

2, действует электрическая сила, обус- 35 ловленная разностью диэлектрических проницаемостей газа и жидкой среды и наличием градиента напряженности электрического поля. Эта сила направлена в сторону уменьшения напряженности элек- 40 трического поля, т.е, к центру межэлектродного пространства, образованного поверхностью теплообменника 2 и металлической сеткой 8. Действие электрической силы направлено на преодоление силы адгезии и

Архимеда, приводя к отрыву и рассеянию пузырей, всплывающих на свободную поверхность, а газ эвакуируется через отверстие 12. Поверхность теплообмена элемента 2 деблокируется от пенного слоя и жидкая среда 13 интенсивно охлаждается.

Электрическое поле одновременно создается и между поверхностью 11 барботера 4 и металлической сеткой 8, Электрические силы, а также поляризационная деформация в этом случае не позволяют газовым пузырькам всплывать от поверхности 11 через сетку 8, тем самым блокируя теплообменник 4 и тепловой поток от него к жидкой среде 13, что приводит к более интенсивному охлаждению жидкости, Газовые пузырьки всплывают на свободную поверхность через зазор, образованный сеткой 8 и теплообменной поверхностью 11, и также эвакуируются через отверстие 12;

Снижение температуры среды (р < приводит к повторению описываемого цикла,