SU494585A1

SU494585A1 - Vaporizing element

Info

Publication number: SU494585A1
Application number: SU1996239A
Authority: SU
Inventors: Олег Владимирович Сургучев; Виктор Иванович Несынов; Юрий Борисович Куликов; Юрий Максимович Прохоров; Леонард Леонидович Васильев; Олег Гилевич Расин
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Ан Бсср; Центральное Конструкторское Бюро Экспериментального Машиностроения
Priority date: 1974-02-12
Filing date: 1974-02-12
Publication date: 1975-12-05

Description

1one

Изобретение относитс к охлаждению тел в различных отрасл х техники.This invention relates to the cooling of bodies in various fields of technology.

Известны испарительные элементы, выполненные в виде примыкающей к теплонередающей поверхности трехслойной стенки с различной пористостью крайних и среднего слоев.Known evaporative elements, made in the form adjacent to the heat transfer surface of a three-layer wall with different porosity of the extreme and middle layers.

Цель изобретени - повышение экономичности и обеспечение стабильности работы.The purpose of the invention is to increase efficiency and ensure stability.

Данна цель достигаетс тем, что все слои стенки выполнены из высокотеплопроводной металлокерамики, например медной, и пористость крайних слоев при среднем размере пор 0,1 мм и проницаемости не ниже см имеет пор док 50%, а пористость среднего сло при среднем размере пор 0,2-1,0 мкм и проницаемости не выше 10 см составл ет 22-24%.This goal is achieved by the fact that all layers of the wall are made of highly heat-conducting metal ceramics, such as copper, and the porosity of the outer layers with an average pore size of 0.1 mm and permeability not lower than cm has about 50%, and the porosity of the middle layer with an average pore size of 0, 2-1.0 µm and permeability not higher than 10 cm is 22-24%.

На чертеже схематично изображен описываемый испарительный элемент.The drawing schematically shows the described evaporating element.

Испарительный элемент, например, дл теплообменника системы терморегулировани выполнен в виде примыкающей к теплопередающей поверхности 1 трехслойной стенки с различной пористостью крайних (внутреннего 2 и внешнего 3) и среднего 4 слоев. Хладагент к пористой стенке подводитс но патрубку 5; теплоноситель циркулирует в канале 6, расноложенном по другую сторону поверхности 1.The evaporating element, for example, for the heat exchanger of the thermal control system is made in the form of a three-layer wall adjacent to the heat transfer surface 1 with different porosity of the outermost (inner 2 and outer 3) and 4 middle layers. The coolant to the porous wall is supplied but the pipe 5; the coolant circulates in channel 6, located on the other side of surface 1.

Описываемый элемент работает следующим образом.The described element works as follows.

Жидкий хладагент, подаваемый под давлением по патрубку 5, заполн ет внутреннийThe liquid refrigerant supplied under pressure through the nozzle 5 fills the internal

слой 2 и, равномерно распределившись по всей площади, поступает в средний слой 4. При течении хладагента в среднем слое 4 происходит резкое падение давлени при одновременном незначительном падении температуры по высоте этого сло , вследствие чего состо ние хладагента все более приближаетс к насыщенному . На некоторой ординате хладагент закипает. Парообразование хладагента поддерживаетс за счет теплового потока, поступающего через пористую металлокерамику от поверхности 1, нагреваемой потоком гор чего теплоносител , протекающего но каналу 6. Двига сь наружу, образующиес пары хладагента подхватывают микрокапельки жидкости , которые за врем прохождени внешнего сло 3 успевают испаритьс , обеспечива дополнительный сток тепла.layer 2 and, evenly distributed over the entire area, enters the middle layer 4. When the coolant flows through the middle layer 4, a sharp drop in pressure occurs with a simultaneous slight drop in temperature along the height of this layer, as a result of which the state of the coolant is more and more saturated. On some ordinate the refrigerant boils. The refrigerant vaporization is maintained due to the heat flux flowing through the porous cermet from the surface 1 heated by a stream of hot coolant flowing through channel 6. Moving out, the resulting refrigerant vapors pick up the micro-droplets of the liquid, which during the passage of the outer layer 3 have time to evaporate, providing additional heat sink.

Благодар высокой проницаемости внутреннего сло (пористость пор дка 50%, среднийDue to the high permeability of the inner layer (porosity on the order of 50%, average

размер пор 0,1 мм, проницаемость не ниже 10 см) обеспечиваетс реализаци важного услови нормальной работы испарител - равномерное по всей площади распределение хладагента при одновременном сохраненииa pore size of 0.1 mm, permeability not lower than 10 cm) ensures the implementation of an important condition for normal operation of the evaporator - uniform distribution of the refrigerant over the entire area while maintaining

хорощего теплового мостика между поверхиостью 1 и средним слоем 4. Например, при тепловых потоках пор дка 10 вт/см температурный перепад по высоте внутрепнего сло 2 толщиной 2 мм не превысит ЗС. Вследствие этого с помощью сравнительно небольшого избыточного давлени можно надежно предотвратить парообразование на участке подвода хладагента.A good thermal bridge between surface 1 and the middle layer 4. For example, with heat fluxes of the order of 10 W / cm, the temperature difference in the height of the inner layer 2 with a thickness of 2 mm does not exceed the ES. As a consequence, with relatively small overpressure, vaporization can be reliably prevented at the refrigerant supply section.

Средний слой 4 пористой металлокерамики с высоким гидравлическим сопротивлением (пористость 22-24%, средний размер пор 0,2-ь1,0 мкм, проницаемость не выше 10 см) характеризуетс весьма крутым падением давлени по высоте, имеющим место при почти одинаковых (вследствие низкого термического сопротивлени элементов конструкции ) температурах по слою, что гарантирует достижение в пределах этого сло состо ни насыщени хладагента и его бурное парообразование, предотвращающее пролив жидкости за пределы пористого материала. В результате средний слой 4 обеспечивает оитимальную стабилизацию зоны фазового перехода .The middle layer 4 of porous cermet with high hydraulic resistance (porosity 22-24%, average pore size 0.2-1.0 µm, permeability not higher than 10 cm) is characterized by a very steep pressure drop in height, occurring at almost identical (due to low thermal resistance of the structural elements of the layer temperature, which ensures the achievement within this layer of the state of saturation of the refrigerant and its rapid vaporization, preventing the passage of fluid outside the porous material. As a result, the middle layer 4 ensures optimal stabilization of the phase transition zone.

Внешний слой 3 пористой металлокерамики, по своим характеристикам подобный внутреннему слою 2, не преп тствует, ввиду высокой проницаемости, пароотводу и в то же врем выполн ет функции каплеуловител , причем его хороша термическа св зь с поверхностью нагрева обеспечивает услови дл испарени попадающих сюда капелек хладагента и утилизации их скрытой теплоты испарени .The outer layer 3 of porous cermet, which in its characteristics is similar to the inner layer 2, does not interfere, due to high permeability, to the steam discharge and at the same time serves as a drop catcher, and its good thermal connection with the heating surface provides conditions for evaporation of the refrigerant droplets falling here. and utilization of their latent heat of evaporation.

Предмет изобретени Subject invention

Испарительный элемент, например, дл теплообменника системы терморегулировани , выполненный в виде примыкающей к теплопередающей поверхности трехслойной стенки с различной пористостью крайних и среднего слоев, отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности и обеспечени стабильности работы, все слои стенки выполненыAn evaporating element, for example, for a heat exchanger of a thermal control system, made in the form of a three-layer wall adjacent to the heat transfer surface with different porosity of the outer and middle layers, characterized in that, in order to improve efficiency and ensure work stability, all wall layers are made

из высокотеплопроводной металлокерамики, например медной, и пористость крайних слоев при среднем размере пор 0,1 мм и проницаемости не ниже 10 см имеет пор док 50%, а пористость среднего сло при среднем размере пор 0,2-1,0 мкм и проницаемости не выше 10 см составл ет 22-24%.of high conductivity cermet, for example, copper, and the porosity of the outer layers with an average pore size of 0.1 mm and permeability not lower than 10 cm is around 50%, and the porosity of the middle layer with an average pore size of 0.2-1.0 µm and permeability is not above 10 cm is 22-24%.

f f t f/f f/ff f t f / f f / f

/ S/ S

//