ТРУБА ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТРАТИФИКАЦИИ
PIPE OF TEMPERATURE LAMINATION

Изобретение относится к промышленной теплотехнике, в частности к созданию холодильно-нагревательных аппаратов для разделения газового потока на холодную и горячую части.
Наиболее близкой установкой того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является труба температурной стратификации, содержащая разделительную камеру, внешний дозвуковой канал, внутренний сверхзвуковой канал, выходной патрубок сверхзвукового канала, сверхзвуковой диффузор, выходной патрубок дозвукового канала, сверхзвуковое сопло (см. Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева. Т.1. М.: Изд-во МЭИ. 2003. С.33-36), и принятая за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной трубы, принятой за прототип, относится то, что передача тепла от дозвукового к сверхзвуковому потоку осуществляется недостаточно эффективно.
Сущность изобретения заключается в повышении эффективности трубы температурной стратификации, интенсификации передачи тепла от дозвукового к сверхзвуковому потоку за счет увеличения поверхности их взаимодействия и увеличении коэффициента теплоотдачи со стороны сверхзвукового канала за счет продольных ребер, выполненных в виде тепловой трубы с фитилем.
Технический результат - повышение эффективности способа температурной стратификации.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что сверхзвуковая труба температурной стратификации содержит разделительную камеру, внешний дозвуковой канал, внутренний сверхзвуковой канал, выходной патрубок сверхзвукового канала, сверхзвуковой диффузор, выходной патрубок дозвукового канала, сверхзвуковое сопло. Особенность заключается в том, что внутренний сверхзвуковой канал имеет на внешней поверхности продольные ребра, выполненные в виде тепловой трубы с фитилем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 представлена труба температурной стратификации;
на фиг.2 представлена принципиальная конструкция предлагаемой трубы температурной стратификации.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Труба температурной стратификации содержит разделительную камеру 1, внешний дозвуковой канал 2, внутренний сверхзвуковой канал 3, выходной патрубок 4 сверхзвукового канала 3, сверхзвуковой диффузор 5, выходной патрубок 6 дозвукового канала 2, сверхзвуковое сопло 7, продольные ребра 8 на внешней поверхности внутреннего сверхзвукового канала 3, тепловая труба 9, фитиль 10, жидкость 11, пары жидкости 12.
Работа предлагаемой трубы температурной стратификации осуществляется следующим образом.
В разделительную камеру 1 подается поток газа, где он разделяется на два потока, которые направляются во внешний дозвуковой канал 2 и внутренний сверхзвуковой канал 3. Проходя через внутренний сверхзвуковой канал 3, поток газа направляется соответственно в выходной патрубок 4 сверхзвукового канала 3 через сверхзвуковой диффузор 5. В свою очередь, проходя через внешний дозвуковой канал 2, поток газа направляется к выходному патрубку 6 дозвукового канала 2. Поток газа, проходя через сверхзвуковое сопло 7, приобретает скорость, превышающую скорость звука, характеризуемую числом Маха М>1.
r
Так как работа устройства осуществляется на газе с Pr<<1, то молекулы газа, двигаясь из ядра потока, имеют температуру меньше температуры газа вблизи стенки (в пограничном слое), следовательно, температура восстановления T потока газа будет снижаться, возникнет тепловой поток между дозвуковым и сверхзвуковыми дисперсными потоками. Продольные ребра 8, выполненные в виде тепловой трубы 9 с фитилем 10, на внешней поверхности внутреннего сверхзвукового канала 3 увеличивают площадь поверхности и коэффициент теплоотдачи со стороны сверхзвукового канала, а значит и передаваемый тепловой поток от дозвукового к сверхзвуковому потоку. Таким образом, увеличивается эффективность способа температурной стратификации в устройстве.