СТРУЙНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТЕПЛОТЫ

Полезная модель относится к области химической технологии и может быть использована в холодильных установках.
Известна теплообменная труба, используемая в холодильных установках, работающих с жидкими теплоносителями (см. а.с.14009846. МПКР28 F1/04, 1/40, Б.И.М 26, 1988 г.), включающая входной и выходной патрубок, установленные внутри трубы с возможностью перемещения под действием потока теплоносителя и соединенные гибкой связью. Для интенсификации теплообмена каждый завихритель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного снаружи гибкими продольными ребрами, предназначенными для создания вращательного движения и турбулизации потока. Недостатком известного устройства, является его сложное конструктивное исполнение, обусловленное наличием подвижных элементов.
Известен струйный трансформатор теплоты, так называемая вихревая труба (см.Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения, М., Энергоиздат, 1981, стр.167, рис.6.22). В известном устройстве отсутствуют движущиеся элементы. Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Струйный трансформатор теплоты, включает цилиндрическую трубу,
с одной стороны которой тангенциально к внутренней ее поверхности установлены сопла, размещенные друг против друга и направленные навстречу друг другу, рядом с которыми внутри цилиндрической трубы смонтирована диафрагма для отвода холодного потока, а с другой стороны цилиндрической трубы по ее оси установлен конус с возможностью перемещения по оси цилиндрической трубы, образующий кольцевую щель с последней и размещенный внутри камеры для отвода горячего потока, соединенной с цилиндрической трубой. Работает устройство следующим образом. Сжатый газ при определенном давлении и температуре окружающей среды вводится внутрь цилиндрической трубы через сопла тангенциально, т.е. по касательной к внутренней поверхности трубы. Поступающий в цилиндрическую трубу поток газа, совершающий вращательное движение по отношению к ее оси, перемещается по периферии трубы от места ввода к кольцевой щели. При таком движении потока газа реализуется эффект Ранка, при котором часть потока газа, выводимая через кольцевую щель нагревается и отводится в камеру горячего потока, а другая часть потока газа проходит по центральной части трубы противотоком по отношению к вращающемуся слою газа и выводится из нее через диафрагму холодного потока. Строгого объяснения эффекта разделения потока газа, создаваемого вихревой трубой, на два потока горячий и холодный не существует.
Недостатком прототипа является низкий к.п.д. устройства, обусловленный смешением вращающегося потока газа с потоком, движущимся по центральной части трубы.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение к.п.д. струйного трансформатора теплоты за счет сепарации горячего и холодного потоков.
Эта цель достигается тем, что диафрагма выполнена в виде цилиндрического патрубка, длина которого равна половине длины цилиндрической трубы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен общий вид струйного трансформатора теплоты, на фиг.2 представлено сечение А-А.
Струйный трансформатор теплоты включает цилиндрическую трубу 1, с одной стороны которой тангенциально к внутренней ее поверхности установлены сопла 2, размещенные друг против друга и направленные навстречу друг другу, рядом с которыми внутри цилиндрической трубы смонтирована диафрагма 3 для отвода холодного потока выполненная в виде цилиндрического патрубка, длина которого равна половине длины цилиндрической трубы 1, а с другой стороны цилиндрической трубы по ее оси установлен конус 4 с возможностью перемещения по оси цилиндрической трубы!, образующий кольцевую щель с последней и размещенный внутри камеры 5 для отвода горячего потока, соединен
ной с цилиндрической трубой 1.
Работает устройство следующим образом. Сжатый газ (стрелка Б) при определенном давлении и температуре окружающей среды вводится внутрь цилиндрической трубы 1 через сопла 2 тангенциально, т.е. по касательной к внутренней поверхности трубы 1. Поступающий в цилиндрическую трубу 1 поток газа, совершающий вращательное движение по отношению к ее оси, перемещается по периферии трубы от места ввода к кольцевой щели. При вращательном потоке газа реализуется эффект Ранка, при котором часть потока газа (стрелка В), выводимая через кольцевую щель нагревается и отводится в камеру 5 горячего потока, а другая часть потока газа (стрелка Г) проходит по центральной части трубы противотоком по отношению к вращающемуся слою газа при этом охлаждается и выводится из нее через диафрагму 4 холодного потока. Повышение к.п.д. струйного трансформатора теплоты происходит за счет сепарации горячего и холодного потоков газа благодаря тому, что диафрагма 3 выполнена в виде цилиндрического патрубка, длина которого равна половине длины цилиндрической трубы 1. Размер цилиндрического патрубка выбран на основе экспериментальных исследований. При длине патрубка большем, чем половина длины цилиндрической трубы наблюдается смешение горячего и холодного потоков. При длине патрубка меньшем
чем половина длины цилиндрической трубы отмечается несформиро-ванность холодного потока.
Техническое задание на проектирование предлагаемого струйного трансформатора теплоты разрабатывается в университете растительных полимеров для последующей передачи проектным организациям. Последующее использование струйного трансформатора теплоты планируется в лабораторной практике целлюлозно - бумажных предприятий.