RU2047069C1 - Теплообменник-конденсатор - Google Patents
Теплообменник-конденсатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047069C1 RU2047069C1 SU4914506A RU2047069C1 RU 2047069 C1 RU2047069 C1 RU 2047069C1 SU 4914506 A SU4914506 A SU 4914506A RU 2047069 C1 RU2047069 C1 RU 2047069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- electrodes
- heat exchanger
- condenser
- working medium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к теплообменной аппаратуре. Сущность изобретения: теплообменник-конденсатор содержит канал 1 для паровой рабочей среды, являющийся зоной конденсации, который сформирован расположенными параллельно друг другу и разделенными диэлектрическими вставками пластинами-электродами 2. В предлагаемом теплообменнике-конденсаторе предусмотрены полости для охлаждения пластин-электродов диэлектрической жидкостью независимо от величины подведенного к электродам потенциала; поверхность пластин-электродов 2 имеет ступенчатую конфигурацию со стороны канала 1 для паровой рабочей среды, причем каждая ступень 4 расположена под углом к осевой линии канала 1 таким образом, что канал 1 в продольном сечении представляет собой ряд чередующихся участков 5 клиновидной формы; электроды 2 изготовлены в виде концентрически расположенных втулок, образующих кольцевой канал и имеющих ступенчатую конфигурацию со стороны канала 1 для паровой рабочей среды. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, позволяет интенсифицировать теплообмен и может быть использовано в энергетической промышленности.
Известен теплообменник-конденсатор, выбранный за прототип и являющийся базовым объектом, в котором для интенсификации теплообмена используется однородное электрическое поле [1] Этот теплообменник-конденсатор содержит каналы для парогазовой среды с установленными по их оси центральными электродами, подключенными к высоковольтному источнику. В каждом канале дополнительно установлен перфорированный электрод, размещенный между центральным электродом и стенками канала. Указанный теплообменник-конденсатор работает следующим образом. При подключении центрального и перфорированного электродов к противоположным полюсам высоковольтного источника парогазовая среда поступает в канал и пар конденсируется. При подаче напряжения только на перфорированный электрод однородное поле воздействует в основном на пленку конденсата и незначительно на диффузионный слой. При одновременном подключении центрального и перфорированного электродов к различным полюсам высоковольтного источника происходит интенсификация теплообмена за счет одновременного воздействия на пленку конденсата и диффузионного пограничного слоя. Однородное электрическое поле способствует разбрызгиванию конденсата и его удалению с теплообменной поверхности.
Недостатки описанного прототипа заключаются в том, что, во-первых, центральный и перфорированный электроды принудительно не охлаждаются и, следовательно, не участвуют в теплообмене, что приводит к снижению эффективности работы теплообменника-конденсатора и, следовательно к повышению его массово-габаритных характеристик; во-вторых, однородное электрическое поле только разрушает пленку конденсата на поверхности стенок канала, поэтому требуется дополнительная энергия на его удаление из теплообменника-конденсатора.
Целью изобретения является интенсификация теплообмена при конденсации паров диэлектрической жидкости и уменьшение гидравлического сопротивления теплообменника-конденсатора.
Для этого в теплообменнике-конденсаторе, содержащем плоский канал для паровой рабочей среды, являющийся зоной конденсации, находящийся между полостями для охлаждающей жидкости, отделенный от последних металлическими пластинами, являющимися электродами, в свою очередь отделенными друг от друга посредством диэлектрических вставок и подключенными к противоположным полюсам высоковольтного источника, одна из которых может быть заземлена, пластины-электроды содержат полости для охлаждения диэлектрическими жидкостями независимо от величины подведенного к пластинам-электродам потенциала, причем пластины-электроды со стороны канала для паровой рабочей среды выполнены ступенчатыми и каждая ступень пластин-электродов расположена под углом к осевой линии канала таким образом, что канал в продольном сечении представляет собой ряд чередующихся участков клиновидной формы.
В канале подобного вида создается неоднородное электрическое поле, абсолютное значение напряженности которого растет с уменьшением расстояния между электродами и достигает максимального значения при минимальном расстоянии между электродами. Как известно, сила, действующая на единицу объема диэлектрика, которыми являются и конденсат, и пар, в неоднородном электрическом поле равна:
f ▽E2 где ε диэлектрическая проницаемость вещества;
Е напряженность электрического поля, и определяется как напряженностью электрического поля и его градиентом (эти условия для рабочей среды одинаковы), так и диэлектрической проницаемостью вещества ε, которая для пара и жидкости различна. Для большинства жидких диэлектриков ε по абсолютному значению превосходят ε парообразных диэлектриков, например для фреонов значения ε для жидкости и пара следующие:
ε пар εжид.
Фреон-113 1,0024 2,42
Фреон-114 1,0024 2,2
Фреон-12 1,0016 2,13
Следовательно, электрические силы будут действовать неодинаково на частицы жидкого и парообразного диэлектриков при всех прочих равных условиях. Частицы конденсата будут двигаться в сторону увеличения напряженности электрического поля с большей скоростью, чем частицы еще не сконденсировавшегося пара, вытесняя последние. Таким образом, создается направленное движение конденсата, в результате которого возникает прокачивающий эффект, в значительной степени компенсирующий гидравлическое сопротивление теплообменника-конденсатора. Вместе с тем благодаря вышеупомянутому эффекту частицы конденсата интенсивно удаляются с теплообменной поверхности пластин-электродов в одну сторону, освобождая место частицам пара и тем самым интенсифицируя теплообмен.
f ▽E2 где ε диэлектрическая проницаемость вещества;
Е напряженность электрического поля, и определяется как напряженностью электрического поля и его градиентом (эти условия для рабочей среды одинаковы), так и диэлектрической проницаемостью вещества ε, которая для пара и жидкости различна. Для большинства жидких диэлектриков ε по абсолютному значению превосходят ε парообразных диэлектриков, например для фреонов значения ε для жидкости и пара следующие:
ε пар εжид.
Фреон-113 1,0024 2,42
Фреон-114 1,0024 2,2
Фреон-12 1,0016 2,13
Следовательно, электрические силы будут действовать неодинаково на частицы жидкого и парообразного диэлектриков при всех прочих равных условиях. Частицы конденсата будут двигаться в сторону увеличения напряженности электрического поля с большей скоростью, чем частицы еще не сконденсировавшегося пара, вытесняя последние. Таким образом, создается направленное движение конденсата, в результате которого возникает прокачивающий эффект, в значительной степени компенсирующий гидравлическое сопротивление теплообменника-конденсатора. Вместе с тем благодаря вышеупомянутому эффекту частицы конденсата интенсивно удаляются с теплообменной поверхности пластин-электродов в одну сторону, освобождая место частицам пара и тем самым интенсифицируя теплообмен.
В случае, когда электроды теплообменника-конденсатора выполнены в виде внутренней и наружной концентрических втулок, причем внешняя поверхность внутренней, а внутренняя поверхность наружной втулок образуют кольцевой канал, и когда внутренняя втулка-электрод подключена к высокому потенциалу высоковольтного источника, а наружная втулка-электрод заземлена, эксплуатация теплообменника-конденсатора может осуществляться в более безопасных условиях, чем в случае, когда теплообменник-конденсатор имеет канал плоского типа, поскольку высоковольтная втулка-электрод со всех сторон окружена заземленным экраном, которым является наружная втулка-электрод.
На фиг.1 изображен предлагаемый теплообменник-конденсатор с плоским каналом, продольное сечение; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 теплообменник-конденсатор с кольцевым каналом, продольное сечение; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.3.
Плоский канал 1 и 2 (фиг.1 и 2) имеет переменное поперечное сечение и сформирован с двух сторон пластинами-электродами 2, а с двух других сторон диэлектрическими вставками 3. Пластины-электроды 2 со стороны вышеупомянутого канала выполнены ступенчатыми. Каждая ступень 4 пластин-электродов расположена под углом к осевой линии канала, образуя таким образом ряд чередующихся участков 5 клиновидной формы. Пластины-электроды 2 содержат полости 6 для охлаждающей диэлектрической жидкости и могут быть подключены к противоположным полюсам высоковольтного источника 7. Одна из пластин-электродов может быть заземлена.
На фиг. 3 и 4 канал 1 имеет переменное поперечное кольцевое сечение и сформирован внутренней и наружной концентрическими втулками 2 и диэлектрическими вставками 3. Внешняя поверхность внутренней и внутренняя поверхность наружной втулок-электродов выполнены ступенчатыми. Каждая ступень 4 втулок-электродов расположена под углом к осевой линии втулок, образуя таким образом два симметричных относительно осевой линии втулок ряда участков 5 клиновидной формы. Втулки-электроды 2 содержат полости 6 для охлаждающей диэлектрической жидкости и могут быть подключены к противоположным полюсам высоковольтного источника 7. Одна из втулок может быть заземлена.
Теплообменник-конденсатор работает следующим образом.
В каналы 1 подаются пары диэлектрической жидкости, а в полости 6 охлаждающая диэлектрическая жидкость. Включается источник напряжения 7, и на электроды 2 подается напряжение. Возникающее при этом между электродами 2 неоднородное электрическое поле, во-первых, разрушает пленку конденсата на поверхности электродов, во-вторых, вызывает силы, действующие на частицы конденсата в большей степени, чем на частицы еще не сконденсировавшегося пара, за счет большей по абсолютному значению величины диэлектрической проницаемости у жидких диэлектриков по сравнению с парообразными диэлектриками при всех прочих равных условиях. Эти силы действуют в сторону большей напряженности электрического поля, т. е. в сторону сужения участков 5 канала 1. В результате этого действия частицы конденсата движутся в зоны максимальной напряженности электрического поля, одновременно освобождая теплообменную поверхность частицами пара, и затем выбрызгиваются по ходу движения под действием поляризационных и инерционных сил.
Достоинствами предлагаемого теплообменника-конденсатора по сравнению с прототипом являются:
уменьшение массогабаритных характеристик за счет охлаждения высоковольтного электрода;
увеличение интенсивности теплообмена при конденсации и компенсация гидравлического сопротивления за счет создания направленного движения образующегося конденсата.
уменьшение массогабаритных характеристик за счет охлаждения высоковольтного электрода;
увеличение интенсивности теплообмена при конденсации и компенсация гидравлического сопротивления за счет создания направленного движения образующегося конденсата.
Claims (2)
1. ТЕПЛООБМЕННИК-КОНДЕНСАТОР, содержащий плоский канал для паровой рабочей среды, являющийся зоной конденсации, находящийся между полостями для охлаждающей жидкости, отделенный от последних металлическими пластинами, являющимися электродами, в свою очередь, отделенными друг от друга посредством диэлектрических вставок и подключенными к противоположным полюсам высоковольтного источника напряжения, одна из которых может быть заземлена, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и уменьшения гидравлического сопротивления теплообменника-конденсатора, пластины-электроды содержат полости для охлаждения диэлектрическими жидкостями независимо от величины подведенного к пластинам-электродам потенциала, причем пластины-электроды со стороны канала для паровой рабочей среды выполнены ступенчатыми и каждая ступень пластин-электродов расположены под углом к осевой линии канала таким образом, что канал в продольном сечении представляет собой ряд чередующихся участков клиновидной формы.
2. Теплообменник-конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде внутренней и наружной концентрических втулок, причем внешняя поверхность внутренней, а внутренняя поверхность наружной втулок выполнены ступенчатыми и образуют кольцевой канал, причем каждая ступень втулок-электродов расположена под углом к осевой линии канала таким образом, что канал в продольном сечении представляет собой два симметричных относительно осевой линии втулок ряда чередующихся участков клиновидной формы, а в поперечных сечениях различных участков упомянутый канал представляет собой кольца с различной площадью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4914506 RU2047069C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Теплообменник-конденсатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4914506 RU2047069C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Теплообменник-конденсатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047069C1 true RU2047069C1 (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=21562347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4914506 RU2047069C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Теплообменник-конденсатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047069C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004105909A3 (fr) * | 2003-06-03 | 2005-02-17 | Abdul Sultanovich Kurkaev | Procede de rechauffement ou de refroidissement d'un milieu fluide |
CN114838606A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-02 | 华北电力大学 | 一种二极管相分离蒸发器 |
-
1991
- 1991-02-27 RU SU4914506 patent/RU2047069C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1291817, кл. F 28B 1/02, 1990. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004105909A3 (fr) * | 2003-06-03 | 2005-02-17 | Abdul Sultanovich Kurkaev | Procede de rechauffement ou de refroidissement d'un milieu fluide |
EA008050B1 (ru) * | 2003-06-03 | 2007-02-27 | Абдул Султанович Куркаев | Способ нагрева или охлаждения текучей среды |
US7201000B2 (en) | 2003-06-03 | 2007-04-10 | Abdul Sultanovich Kurkaev | Method for heating or cooling fluid medium |
CN100390485C (zh) * | 2003-06-03 | 2008-05-28 | 阿卜杜勒·苏丹诺维奇·库尔卡耶夫 | 加热或冷却流体介质的方法 |
CN114838606A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-02 | 华北电力大学 | 一种二极管相分离蒸发器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19808602C1 (de) | Vorrichtung zum äußeren Kühlen des elektrischen Antriebsmotors eines Kreiselpumpenaggregates | |
RU2047069C1 (ru) | Теплообменник-конденсатор | |
US4799543A (en) | Means for temperature control of heated surfaces | |
Singh et al. | EHD enhancement of in-tube condensation heat transfer of alternate refrigerant R-134a in smooth and microfin tubes | |
US6103081A (en) | Heat sink for capillary electrophoresis | |
US3198241A (en) | Evaporator stripper and fractionator | |
CN108801008B (zh) | 一种横向连通结构印刷电路板式换热器芯体 | |
WO1986003065A1 (en) | A gas laser, especially an ion laser | |
GB2131612A (en) | Variable capacitor | |
DE2931099C2 (de) | Kühlsystem für den Anodenblock eines Magnetrons | |
EP0119777B1 (en) | Centrifugal heat pump | |
US3987238A (en) | Electric conductor for the conduction of electric currents of high density under heated conditions of the conducting body | |
US20070215459A1 (en) | Liquid cooling system for linear beam device electrodes | |
CN113019484B (zh) | 一种水下油运输功能性结构及其制备方法和应用 | |
DE60205133T2 (de) | Kollektorelektrode | |
US3521708A (en) | Heat transfer surface which promotes nucleate ebullition | |
Kikuchi et al. | Large scale EHD heat pipe experiments | |
GB1596194A (en) | Heat exchanger | |
US5497392A (en) | Segmented lasing tube for high temperature laser assembly | |
EP0011387B1 (en) | Glow discharge heating devices | |
US5705881A (en) | Very high power vacuum electron tube with anode cooled by forced circulation | |
CN216954161U (zh) | 一种电场强化表面锥形孔穴微细通道沸腾传热装置 | |
SU658392A1 (ru) | Теплова труба | |
DE3150744A1 (de) | Elektrischer kondensator mit fluessigkeitskuehlung | |
SU672714A1 (ru) | Многоступенчатый электрогидродинамический насос |