CS244497B1

CS244497B1 - Heat dissipation from a heat pipe in the shape of a fitting, especially for aggressive or non-Newtonian fluids

Info

Publication number: CS244497B1
Application number: CS848666A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Horvath; Frantisek Polasek; Petr Stulc; Jan Bielik; Miroslav Zelko; Pavel Gergely
Original assignee: Ladislav Horvath; Frantisek Polasek; Petr Stulc; Jan Bielik; Miroslav Zelko; Pavel Gergely
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS866684A1

Abstract

Výměník tepla z tepelné trubice ve tvaru armatury, zejména pro agresivní nebo nenewtonovské tekutiny, Výměník je tvořen tak, že k vnějšímu povrchu potrubí, který tvoří výparnou část tepelné trubice, je vakuotěsně připojena adiabatická Sást a kondenzační část tepelné trubice. Na její vnějěí části jsou upravena žebra a uvnitř tepelné trubice je pracovní látka. VnějSÍ povrch potrubí muže být pokryt kapilární strukturou. Množství pracovní látky ve vztahu ke geometrickým parametrům adiabatická části tepelné trubice a potrubí je takové, že kapilární soustava je nasycena pracovní látkou nebo vnější povrch potrubí je smočen touto látkou.Heat exchanger from a heat pipe in the form of an armature, especially for aggressive or non-Newtonian fluids, The exchanger is formed in such a way that the adiabatic part and the condensation part of the heat pipe are vacuum-tightly connected to the outer surface of the pipe, which forms the evaporation part of the heat pipe. Its outer part is provided with ribs and inside the heat pipe is a working substance. The outer surface of the pipe can be covered with a capillary structure. The amount of working substance in relation to the geometric parameters of the adiabatic part of the heat pipe and the pipe is such that the capillary system is saturated with the working substance or the outer surface of the pipe is wetted with this substance.

Description

(54) Výmánik tepla z tepelná trubice ve tvárli armatury, zejména pro agresivní nebo nenewtonovské tekutiny(54) Heat exchanger from valve-shaped heat pipe, especially for aggressive or non-Newtonian fluids

Výměník tepla z tepelné trubice ve tvaru armatury, zejména pro agresivní nebo nenewtonovské tekutiny, Výměník je tvořen tak, že k vnějšímu povrchu potrubí, který tvoří výparnou část tepelné trubice, je vakuotěsně připojena adiabatická Sást a kondenzační část tepelné trubice. Na její vnějěí části jsou upravena žebra a uvnitř tepelné trubice je pracovní látka. VnějSÍ povrch potrubí muže být pokryt kapilární strukturou. Množství pracovní látky ve vztahu ke geometrickým parametrům adiabatická části tepelné trubice a potrubí je takové, že kapilární soustava je nasycena pracovní látkou nebo vnější povrch potrubí je smočen touto látkou.A heat exchanger from a fitting-shaped heat pipe, particularly for aggressive or non-Newtonian fluids. The heat exchanger is formed such that an adiabatic portion and a condensing section of the heat pipe are vacuum-sealed to the outer surface of the conduit forming the evaporating portion of the heat tube. On its outer part, ribs are provided and inside the heat pipe is a working substance. The outer surface of the pipeline may be covered by a capillary structure. The amount of working substance in relation to the geometrical parameters of the adiabatic portion of the heat pipe and pipe is such that the capillary system is saturated with the working substance or the outer surface of the pipe is wetted by the substance.

Vynález se týká výměníku tepla z tepelná trubice ve tvaru armatury, zejména pro agresivní nebo nenewtonovské tekutiny.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a heat exchanger from a heat pipe in the form of a fitting, in particular for aggressive or non-Newtonian fluids.

V technické praxi se v posledním období setkáváme se stále širším uplatněním tepelných trubic. Jedna z oblastí, ve které nalezly tepelné trubice uplatnění, je rekuperace tepla. Konkrétně v rekuperačních výměnících, u nichž jsou prostory, jimiž proudí teplejSÍ a chladnější tekutina, odděleny pevnou stěnou nebo stěnami.Recently, in technical practice we have been increasingly using heat pipes. One of the areas in which heat pipes have found application is heat recovery. In particular, in recuperation exchangers in which the rooms through which the warmer and cooler fluid flows are separated by a solid wall or walls.

Právě oddělení obou tekutin je častým zdrojem technických obtíží, zvláště u tekutin, které se nesmějí smísit. Problém se komplikuje zvláětě tehdy, když je větěí rozdíl tlaku mezi oběma proudy, případně teplejší tekutina je agresivní nebo obsahuje tuhé příměsi.It is the separation of the two fluids that is a frequent source of technical difficulties, especially for fluids that must not be mixed. The problem is particularly complicated when the pressure difference between the two streams is greater, or the warmer fluid is aggressive or contains solid impurities.

V těchto případech se známá výměníky z tepelných trubic, jejichž princip spočívá v tom, že jedna část trubic je ponořena v jednom proudu a druhá ve druhém, přenos tepla je zajišíován uvnitř trubic'vypařováním a kondenzací teplonosného média a oba proudy jsou odděleny přepážkou, v níž jsou tepelná trubice uchyceny, dají použít jen velmi omezeně.In these cases, known heat pipe exchangers are based on the principle that one part of the pipes is immersed in one stream and the other in the other, heat transfer is provided inside the tubes by evaporation and condensation of the heat transfer medium, and both streams are separated by a partition. where the heat pipes are attached, they can be used only very limitedly.

Výěe uvedené nevýhody jsou odstraněny výměníkem tepla z tepelná trubice ve tvaru armatury podle vynálezu, jehož podstatou je takové uspořádání! že k vnějšímu povrchu potrubí, který tvoří výparnou část tepelná trubice, je vakuotšsnš připojena adiabatická část a kondenzační část tepelné trubice, na jejíž vnšjší části jsou nasazena žebra, přičemž uvnitř tepelné trubice je pracovní Sátka.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a heat exchanger from a fitting-shaped heat pipe according to the invention, which is based on such an arrangement. The adiabatic portion and the condensation portion of the heat tube are vacuum-coupled to the outer surface of the conduit forming the evaporative portion of the heat tube, with fins mounted on the outer portion thereof, with a working bag inside the heat tube.

Vnější povrch potrubí je pokryt kapilární strukturou. Množství pracovní látky ve vztahu ke geometrickým parametrům adiabatická části tepelná trubice a potrubí je taková, že vnšjěí povrch potrubí je smočen pracovní látkou, nebo je nasycena kapilární soustava pracovní látkou.The outer surface of the pipe is covered with a capillary structure. The amount of working substance in relation to the geometrical parameters of the adiabatic portion of the heat pipe and pipe is such that the outer surface of the pipe is wetted by the working substance, or the capillary system is saturated with the working substance.

Výměník tepla z tepelné trubice ve tvaru armatury podle vynálezu lze užít prakticky kdekoliv v technická praxi. Výhodné je vSak použití zejména u již hotových zařízení a provozů, kde je třeba například ohřívat vzduch v místnostech a k dispozici je v okolí pouze tekutina, které se pro běžné radiátory nedá použít.The valve-shaped heat exchanger according to the invention can be used practically anywhere in the technical field. However, it is particularly advantageous for use in already completed installations and operations where, for example, room air is to be heated and only liquid is available in the vicinity which cannot be used for conventional radiators.

Armaturové uspořádání dává možnost snadného odpojení výměníku od potrubního systému a.jeho čištění právě tak, jako jeho snadné zařízení do již hotového potrubního systému. Výhoda je i v zachování materiálu a parametrů potrubního systému.The armature arrangement gives the possibility of easy disconnection of the exchanger from the piping system and its cleaning as well as its easy installation into the already finished piping system. The advantage is also in maintaining the material and parameters of the piping system.

Na připojených výkresech jáou znázorněny dva příklady provedení výměníku tepla z tepelné trubice ve tvaru armatury podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno v řezu souosé uspořádání, na obr. 2 je nakresleno uspořádání v řezu rovinou A-A a na obr. 3 je nakreslen řez touto rovinou při nesouosám uspořádání.In the accompanying drawings, two exemplary embodiments of a valve-shaped heat exchanger according to the invention are shown, in which FIG. 1 is a sectional view of a coaxial configuration, FIG. 2 is a sectional view of the AA plane, and FIG. this plane in the misalignment of the arrangement.

Výměník tepla sestává z potrubí 1 opatřeného na obou koncích přírubami £ pro připojení do potrubního systému. K vnějšímu povrchu potrubí X, který tvoří výparnou část tepelné trubice, je vakuotšsnš připojena adiabatická část £ a kondenzační část tepelné trubice.The heat exchanger consists of a pipe 1 provided at both ends with flanges 6 for connection to the pipe system. The adiabatic portion 6 and the condensation portion of the heat tube are vacuum-coupled to the outer surface of the conduit X which forms the evaporative portion of the heat tube.

^r Kondenzační část 10 je vně opatřena žebry χχ. Potrubí χ může být umístěno excentricky v adiabatická části £ tepelná trubice. Vnější povrch potrubí X je hladký nebo pokryt kapilární soustavou χ. ^The condensation portion 10 is provided with χχ ribs on the outside. The pipe χ can be positioned eccentrically in the adiabatic portion 6 of the heat pipe. The external surface of pipe X is smooth or covered by the capillary system χ.

Při hladkém povrchu potrubí χ je množství pracovní látky £ takové, že celý povrch potrubí χ je obklopen touto pracovní látkou £. Při pokrytí povrchu potrubí X kapilární strukturou £ musí pracovní látka £ alespoň z části být ve styku s kapilární strukturouWith a smooth surface of the pipeline χ, the amount of the working medium takové is such that the entire surface of the pipeline χ is surrounded by the working medium £. To cover the surface of the pipe X with the capillary structure 6, the working substance 6 must at least partially contact the capillary structure

Uvnitř potrubí X proudí teplejší tekutina £, přičemž potrubí χ může být navrleuo tah, že odolává teplejší tekutině £ jak mechanicky, tak korozně. Teplo, vedené stěnou potrubí X ke kapilární struktuře £, která pokrývá vnější povrch potrubí a je nasycena pracovní látkou £ v kapalném skupenství, je této pracovní látce £ předáno.Inside the conduit X, a warmer fluid 6 flows, and the conduit 10 may be designed to resist the warmer fluid 6 both mechanically and corrosively. The heat passed through the wall of the pipe X to the capillary structure 8, which covers the outer surface of the pipe and is saturated with the working medium 6 in the liquid state, is transferred to the working medium 6.

Pracovní látka £ mění skupenství a pára 13 pracovní látky £ proudí do kondenzační části 10 tepelná trubice, kde kondenzuje a teplo se předává vnějším povrchem kondenzační části 10 tepelné trubice rozšířenými žebry 11 proudu chladnější tekutiny 12.The working medium 8 changes state and steam 13 of the working medium 6 flows into the condensation part 10 of the heat pipe, where it condenses and heat is transferred by the outer surface of the condensation part 10 of the heat pipe through the expanded fins 11 of the cooler fluid stream 12.

Zkondenzovaná pracovní látka £ na vnitřním povrchu kondenzační části 10 tepelné trubice ptéká a v podobě kapek dopadá na kapilární strukturu £, kterou nasycuje. Při startu výměníku z chladného stavu je třeba, aby kapilární struktura £ byla již pracovní látkou £' v kapalném stavu nasycena, a proto musí hladina £ pracovní látky £ před startem dosahovat ke kapilární struktuře £ nebo musí být adiabatická část 8 tepelné trubice uložena proti potrubí X excentricky tak, aby se ve spodní části dotýkal vnitřní povrch adiabatická části £ tepelné trubice kapilární struktury £.The condensed working medium 6 on the inner surface of the condensation portion 10 of the heat pipe is flowing and drops in the form of drops onto the capillary structure 6 which it saturates. When starting the exchanger from the cold state, the capillary structure 8 must already be saturated with the working substance £ in the liquid state and therefore the level of the working substance musí must reach the capillary structure před before the start or the adiabatic part 8 of the heat pipe X eccentrically so that the inner surface of the adiabatic portion 6 of the heat pipe of the capillary structure 6 contacts the lower surface.

Pokud není vnější povrch potrubí χ opatřen kapilární strukturou £, musí být před spuštěním výměníku vnějěi povrch potrubí X zcela obklopen pracovní látkou £ v kapalném skupenství.If the outer surface of the pipe χ is not provided with the capillary structure 8, the surface of the pipe X must be completely surrounded by the working substance 6 in the liquid state before the exchanger starts outside.

Při provozu výměníku bude docházet k varu ve velkém objemu a zkondenzovaná pracovní látka £ na vnitřním povrchu kondenzační části 10 tepelné trubice bude stékat a v podobě kapek dopadat na hladinu £ pracovní látky £.During the operation of the exchanger, a large volume of boiling will occur and the condensed working medium 8 on the inner surface of the condensation portion 10 of the heat pipe will run down and fall in the form of drops onto the working medium level 8.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An armature-shaped heat exchanger of a heat pipe, in particular for aggressive or non-Newtonian fluids, consisting of a pipe and a heat pipe, characterized in that an adiabatic portion (1) is vacuum-tightly connected to the outer surface of the pipe (1) forming the evaporating portion of the heat pipe. 8) and a condensation part (10) of the heat pipe, on the outside of which the ribs (11) are provided, the working substance (5) being inside the heat pipe.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outer surface of the pipe (1) is covered by a capillary structure (4).

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the amount of the working substance (5) in relation to the geometrical parameters of the adiabatic part (8) of the heat pipe and the pipe is such that the outer surface of the pipe (1) is wetted by the working substance (5). ).

Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the amount of the working substance (5) in relation to the geometrical parameters of the adiabatic part (8) of the heat pipe and the piping is such that the capillary structure (4) is saturated with the working substance (5).