RU2219016C2 - Method for making heat exchange apparatus - Google Patents
Method for making heat exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219016C2 RU2219016C2 RU2001108819/02A RU2001108819A RU2219016C2 RU 2219016 C2 RU2219016 C2 RU 2219016C2 RU 2001108819/02 A RU2001108819/02 A RU 2001108819/02A RU 2001108819 A RU2001108819 A RU 2001108819A RU 2219016 C2 RU2219016 C2 RU 2219016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubes
- porous metal
- partitions
- granular material
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов для систем охлаждения и нагрева сред. The invention relates to heat engineering and can be used in the manufacture of heat exchangers for cooling and heating media.
Известен способ изготовления теплообменников для печей, включающий формирование внутри корпуса каналов для движения сред посредством того, что межканальное пространство в корпусе заливают расплавленными металлургическими шлаками и одновременно с заливкой осуществляют продувку каналов отработанными горячими газами [1]. A known method of manufacturing heat exchangers for furnaces, including the formation of channels inside the housing for the movement of media through the fact that the inter-channel space in the housing is filled with molten metallurgical slag and at the same time as filling, the channels are purged with exhaust hot gases [1].
Недостатками данного способа являются:
- наличие большого количества замкнутых пор в шлаке после его охлаждения, которые существенно уменьшают теплоотдачу теплообменника;
- хрупкость пористого материала из шлака и его разрушение при вибрационных нагрузках;
- нет возможности точного задания требуемой проницаемости и структуры пористого материала.The disadvantages of this method are:
- the presence of a large number of closed pores in the slag after its cooling, which significantly reduce the heat transfer of the heat exchanger;
- the fragility of the porous material from slag and its destruction under vibration loads;
- it is not possible to accurately set the required permeability and structure of the porous material.
Известен метод изучения структуры порового пространства пористого металла наполнением пор жидким веществом. После отвердения этого вещества и удаления основного материала (растворением, травлением и т.п.) остается твердая губка, точно воспроизводящая поровое пространство. Исследование этой губки позволяет определить форму и размеры пор, шероховатость их поверхности и некоторые другие параметры порового пространства [2]. A known method of studying the structure of the pore space of a porous metal by filling pores with a liquid substance. After hardening of this substance and removal of the main material (dissolution, etching, etc.), a hard sponge remains that accurately reproduces the pore space. The study of this sponge allows you to determine the shape and size of the pores, the roughness of their surface and some other parameters of the pore space [2].
Данный метод дает хорошие результаты при изучении и анализе структуры порового пространства, но в нем нет прямых предпосылок для изготовления пористого металла и, тем более, теплообменных аппаратов. This method gives good results in the study and analysis of the structure of the pore space, but there are no direct prerequisites for the manufacture of porous metal and, especially, heat exchangers.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, согласно которому изготовлен автомобильный теплообменник для охлаждения масла, в котором масло подается по трубкам, запрессованным в слой пористого металла, через который под давлением протекает вода и охлаждает масло до заданной температуры [3]. The closest technical solution, selected as a prototype, is the method according to which an automobile heat exchanger for cooling oil is made, in which oil is supplied through tubes pressed into a layer of porous metal through which water flows under pressure and cools the oil to a predetermined temperature [3] .
Недостатками этого способа являются:
- нарушение структуры пористого металла при запрессовывании в него трубок, если оно производится после его спекания, так как при запрессовывании трубок нарушается структура перового пространства не только в области запрессовывания трубок, но и в смежных областях теплообменника из-за передачи механических напряжений по скелету пористого металла;
- при запрессовывании трубок перед спеканием пористого металла или при прессовании пакета с трубками возможны деформации трубок при спекании или прессовании пакета;
- большое тепловое сопротивление на границе между стенками трубок и пористым металлом при запрессовывании трубок, что уменьшает теплопередачу;
- малая механическая прочность такого теплообменного аппарата.The disadvantages of this method are:
- violation of the structure of the porous metal when pressing tubes into it, if it is made after sintering, since when pressing the tubes, the structure of the feather space is violated not only in the region of pressing the tubes, but also in adjacent areas of the heat exchanger due to the transmission of mechanical stresses along the skeleton of the porous metal ;
- when pressing tubes before sintering of a porous metal or when pressing a bag with tubes, deformation of the tubes during sintering or pressing of a bag is possible;
- high thermal resistance at the boundary between the walls of the tubes and the porous metal when pressing the tubes, which reduces heat transfer;
- low mechanical strength of such a heat exchanger.
Целью изобретения является:
- повышение механической прочности и теплопередающей способности теплообменных аппаратов;
- снижение трудоемкости изготовления теплообменных аппаратов.The aim of the invention is:
- increase the mechanical strength and heat transfer capacity of heat exchangers;
- reducing the complexity of manufacturing heat exchangers.
Указанная цель достигается тем, что пространство между трубками, по которым протекает охлаждаемая жидкость, боковыми стенками и передней и задней поверхностями изготавливаемого теплообменного аппарата заполняют пористым металлом, чередуя со сквозными зазорами, незаполненными пористым металлом, полученным из расплавленного компактного металла, который согласно изобретению изготавливают в следующей последовательности: между указанными трубками устанавливают перегородки и оставшееся упомянутое пространство сначала заполняют зернистым материалом, температура плавления которого, как и температура плавления материала перегородок, выше температуры плавления требуемого пористого металла, затем нагревают зернистый материал, перегородки и трубки до температуры, близкой к температуре плавления компактного металла, заполняют полости между зернами этим металлом, находящимся в расплавленном состоянии, и после охлаждения зернистый материал и материал перегородок удаляют вытравливанием, растворением или иным способом. This goal is achieved by the fact that the space between the tubes through which the cooled fluid flows, the side walls and the front and rear surfaces of the manufactured heat exchanger is filled with porous metal, alternating with through gaps unfilled with porous metal obtained from molten compact metal, which according to the invention is made in in the following sequence: partitions are installed between the tubes and the remaining space is first filled with grains material, the melting temperature of which, like the melting temperature of the material of the partitions, is higher than the melting temperature of the desired porous metal, then the granular material, partitions and tubes are heated to a temperature close to the melting temperature of the compact metal, the cavities between grains are filled with this metal in the molten state , and after cooling, the granular material and the material of the partitions are removed by etching, dissolution or otherwise.
Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:
1. Способ размещения в пористом металле трубок, по которым протекает охлаждаемая (нагреваемая) жидкость, и перегородок путем заполнения упомянутого объема пористым металлом, чередуя со сквозными зазорами, незаполненными пористым металлом, полученным из расплавленного компактного металла.Distinctive features of the proposed technical solution are:
1. A method of placing tubes in a porous metal through which a cooled (heated) liquid flows and partitions by filling said volume with porous metal, alternating with through gaps unfilled with porous metal obtained from molten compact metal.
2. Последовательность изготовления теплообменного аппарата: устанавливают трубки и перегородки между ними и оставшееся упомянутое пространство сначала заполняют зернистым материалом, температура плавления которого, как и температура плавления материала перегородок, выше температуры плавления требуемого пористого металла, затем нагревают зернистый материал, перегородки и трубки до температуры, близкой к температуре плавления металла, из которого должен быть изготовлен пористый металл, после чего заполняют полости между зернами этим металлом, находящимся в расплавленном состоянии, а после охлаждения зернистый материал и материал перегородок удаляют (вытравливанием, растворением или иным способом). 2. The sequence of manufacture of the heat exchanger: install tubes and partitions between them and the remaining space mentioned is first filled with granular material, the melting temperature of which, like the melting temperature of the material of the partitions, is higher than the melting temperature of the required porous metal, then the granular material, partitions and tubes are heated to a temperature close to the melting temperature of the metal from which the porous metal should be made, after which the cavities between the grains are filled with this metal in the molten state, and after cooling, the granular material and the material of the partitions are removed (by etching, dissolution or otherwise).
В заявляемом техническом решении отличительные признаки проявляют в отдельности известные в других областях техники свойства, а взятые в совокупности с признаками прототипа, проявляют свойства, которые позволяют повысить механическую прочность и теплопередающую способность теплообменного аппарата, снизить трудоемкость его изготовления, что указывает на соответствие технического решения критерию "существенные отличия". In the claimed technical solution, the distinctive features exhibit individually known properties in other fields of technology, and taken in conjunction with the features of the prototype, exhibit properties that can improve the mechanical strength and heat transfer ability of the heat exchanger, reduce the complexity of its manufacture, which indicates the technical solution meets the criterion "significant differences."
Предлагаемый способ поясняют чертежи. The proposed method is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен схематический чертеж, поясняющий реализацию предлагаемого способа изготовления теплообменного аппарата. In FIG. 1 is a schematic drawing explaining the implementation of the proposed method for manufacturing a heat exchanger.
На фиг. 2 изображен схематический чертеж, поясняющий реализацию способа изготовления теплообменного аппарата с турбулизирующими элементами внутри упомянутых трубок, по которым протекает охлаждаемая (нагреваемая) жидкость. In FIG. 2 is a schematic drawing explaining the implementation of a method for manufacturing a heat exchanger with turbulence elements inside the tubes through which a cooled (heated) liquid flows.
На схематических чертежах (фиг. 1, 2) показаны элементы, материалы и вспомогательное оборудование, необходимые для реализации предлагаемого способа: тонкостенные трубки 1, установленные в изложнице 2, изготовленной из тугоплавкого металла или керамики, зернистый материал 3, заполняющий изложницу 2 до верхней кромки, перегородки 4, установленные между трубками 1, литник 5 изложницы 2, в пространство 6 которого заливают расплавленный компактный металл, поступающий в рабочее пространство изложницы 2 через узкое вертикальное щелевое отверстие 7. Кроме того, на схематическом чертеже фиг.2 показаны турбулизирующие элементы 8, например, уменьшающие внутренний диаметр (d) трубок 1 до (0,8-0,5)d через расстояние (3-5)d. The schematic drawings (Fig. 1, 2) show the elements, materials and auxiliary equipment necessary for the implementation of the proposed method: thin-walled tubes 1 installed in a
Ниже приводится описание вариантов реализации предлагаемого способа изготовления теплообменных аппаратов. The following is a description of the implementation options of the proposed method for the manufacture of heat exchangers.
Вариант изготовления теплообменного аппарата, представленный на фиг.1, осуществляется следующим образом. На дно изложницы 2 насыпают до определенной высоты зернистый материал 3, на который укладывают трубки 1, устанавливают перегородки 4, впрессовав их в зернистый материал до дна изложницы, и засыпают этим материалом изложницу 2 до верхней кромки. Если рядов трубок несколько, то делают установку перегородок 4, засыпку зернистого материала 3 и установку трубок 1 последовательно ряд за рядом, засыпая зернистый материал до верхней кромки изложницы 2. Затем изложницу 2 с трубками 1, перегородками 4 и зернистым материалом 3 помещают в нагревательную печь и нагревают их до температуры, близкой к температуре плавления компактного металла, из которого должен быть изготовлен пористый металл. Когда температура изложницы 2, трубок 1, перегородок 4 и зернистого материала 3 станет близкой к температуре плавления компактного металла, в пространство 6 литника 5 изложницы 2 заливают расплавленный компактный металл, который через вертикальное щелевое отверстие 7 поступает в пространство изложницы 2, заполненное трубками 1, перегородками 4 и зернистым материалом 3. Полости между зернами зернистого материала 3 заполняются расплавленным металлом до верхней кромки изложницы 2, не закрывая зернистый материал 3 и перегородки 4. Дают остыть изложнице 2 и извлекают ее содержимое, после этого зернистый материал 3 и материал перегородок 4 удаляют вытравливанием, растворением или иным способом, а также обрезают литниковый наплыв застывшего металла. Если в пористом металле, обращенном к дну изложницы, образовалась сплошная металлическая пленка, то ее удаляют фрезерованием перед растворением или травлением зернистого материала и материала перегородок. При необходимости в донной части изложницы 2 делают каналы для облегчения заполнения пространства между зернами зернистого материала 3. Образовавшиеся наплывы компактного металла также удаляют фрезерованием перед травлением и растворением. The manufacturing option of the heat exchanger, presented in figure 1, is as follows. At the bottom of the
При варианте реализации, представленном на фиг.2, в дополнение к описанному, в трубках 1 перед укладкой в изложницу 2 делают турбулизирующие элементы 8, например механическую накатку, уменьшающую внутренний диаметр (d) трубки 1 до (0,8-0,5)d через каждые (3-5)d по ее длине. In the embodiment of FIG. 2, in addition to the described,
Третий вариант реализации заявляемого способа изготовления теплообменных аппаратов не представлен на фиг.1 и 2, но он - очевиден. Так, если упомянутым перегородкам придать форму, обеспечивающую турбулизацию воздушного потока, например, выполнить их в виде волнового участка или участка с последовательными сужениями и расширениями по ходу движения воздуха, то теплоотдача такого теплообменного аппарата естественно увеличится из-за турбулизации проходящего воздушного потока. The third embodiment of the proposed method for the manufacture of heat exchangers is not shown in figures 1 and 2, but it is obvious. So, if you give the above-mentioned partitions a shape that ensures turbulization of the air flow, for example, make them in the form of a wave section or a section with successive narrowings and expansions along the air, then the heat transfer of such a heat exchanger will naturally increase due to the turbulence of the passing air stream.
Четвертый вариант реализации заявляемого способа изготовления теплообменных аппаратов также не представлен на фиг.1 и 2, но он также очевиден. Если упомянутые перегородки разместить при изготовлении под углом к боковым стенкам или к передней и задней поверхностям теплообменного аппарата, то длина каналов, незаполненных пористым металлом, увеличится. Следовательно, увеличится время, в течение которого продуваемый воздух контактирует с секциями пористого металла теплообменного аппарата, что обеспечивает повышение теплоотдачи теплообменного аппарата. A fourth embodiment of the inventive method for manufacturing heat exchangers is also not shown in FIGS. 1 and 2, but it is also obvious. If the said partitions are placed during manufacture at an angle to the side walls or to the front and back surfaces of the heat exchanger, the length of the channels unfilled with the porous metal will increase. Therefore, the time during which the purged air is in contact with the porous metal sections of the heat exchanger will increase, which increases the heat transfer of the heat exchanger.
Теплоотдачу в теплообменном аппарате, изготовленном указанным способом при рассмотренных вариантах реализации, можно также увеличить, если варьировать проницаемость пористого метала по его объему, изменяя ее по мере удаления от трубок 1, по которым протекает охлаждаемая (нагреваемая) жидкость, таким образом, чтобы тепловое сопротивление между трубками 1 и пористым металлом было минимальным и в то же время сохранялась возможность для относительно свободного прохождения продуваемого через пористый металл воздуха. The heat transfer in a heat exchanger manufactured by the indicated method for the considered embodiments can also be increased by varying the permeability of porous metal in its volume, changing it with distance from the tubes 1 through which the cooled (heated) liquid flows, so that the thermal resistance between the tubes 1 and the porous metal was minimal and at the same time the possibility was maintained for relatively free passage of air blown through the porous metal.
По сравнению с прототипом [3] предлагаемый способ позволяет повысить механическую прочность и теплопередающую способность теплообменных аппаратов, а также снизить трудоемкость их изготовления и себестоимость. Compared with the prototype [3], the proposed method allows to increase the mechanical strength and heat transfer ability of heat exchangers, as well as reduce the complexity of their manufacture and cost.
Это подтверждается следующими доводами. This is confirmed by the following arguments.
Высокая механическая прочность, виброустойчивость и жесткость конструкции в теплообменном аппарате, изготовленном по предлагаемому способу, обеспечивается тем, что пористый металл, полученный из расплавленного компактного металла, образует вместе с трубками 1 единую структуру, подобную структуре армированных железобетонных конструкций, но в отличие от них данная структура практически однородна и она проницаема для воздуха, так как имеет многочисленные извилистые каналы и сквозные зазоры, по которым продувается воздух. High mechanical strength, vibration resistance and structural rigidity in the heat exchanger manufactured by the proposed method is ensured by the fact that the porous metal obtained from the molten compact metal forms together with the tubes 1 a single structure similar to the structure of reinforced concrete structures, but in contrast to them, this the structure is almost uniform and it is permeable to air, as it has numerous winding channels and through gaps through which air is blown.
Теплообменные аппараты, изготовленные по предлагаемому способу, обладают также увеличенной теплопередающей способностью по сравнению с аналогичными теплообменными аппаратами, изготовленными по известным способам. Это обеспечивается следующим. Во-первых, тем, что тепловое сопротивление между пористым металлом и стенками трубок, по которым протекает охлаждаемая (нагреваемая) жидкость, становится минимальным ввиду практического исчезновения границы между внешней поверхностью трубок и пористым металлом из-за образования фактически единой кристаллической структуры металла указанных трубок и пористого металла. Во-вторых, тем, что длина извилистых каналов в пористом металле, по которым продувается воздух, в основном значительно больше толщины пористого металла, так как эти каналы образованы пустотами в металле, имеющими самое разное соединение друг с другом и, следовательно, продуваемый воздух совершает извилистый путь при своем движении через теплообменный аппарат и, контактируя более длительное время с пористым металлом, забирает у него (или отдает) больше тепловой энергии. В-третьих, тем, что продуваемый через пористый металл теплообменного аппарата воздух совершает в нем турбулентное движение, так как каналы, составленные чередующимися пустотами, имеют сужения и расширения, которые турбулизируют продуваемый воздух и, тем самым, способствуют увеличению теплоотдачи. В-четвертых, тем, что, регулируя или задавая пористость пористого металла и толщину, количество и величину сквозных зазоров перегородок при изготовлении теплообменного аппарата, можно регулировать или задавать аэродинамическое сопротивление пористого металла и теплообменного аппарата в целом продуваемому через него воздуху и обеспечить оптимальный режим по массовому расходу продуваемого воздуха, при котором обеспечивается наибольшая теплоотдача. Heat exchangers manufactured by the proposed method also have increased heat transfer capacity compared to similar heat exchangers manufactured by known methods. This is ensured by the following. Firstly, the fact that the thermal resistance between the porous metal and the walls of the tubes through which the cooled (heated) liquid flows, becomes minimal due to the practical disappearance of the boundary between the outer surface of the tubes and the porous metal due to the formation of a virtually unified crystalline metal structure of these tubes and porous metal. Secondly, by the fact that the length of the tortuous channels in the porous metal through which air is blown is substantially greater than the thickness of the porous metal, since these channels are formed by voids in the metal having very different connections with each other and, therefore, the blown air makes the winding path during its movement through the heat exchanger and, in contact with a porous metal for a longer time, takes away (or releases) more thermal energy from it. Thirdly, by the fact that the air blown through the porous metal of the heat exchanger makes turbulent motion in it, since the channels made up of alternating voids have constrictions and expansions that turbulize the blown air and, thereby, contribute to an increase in heat transfer. Fourthly, by adjusting or setting the porosity of the porous metal and the thickness, number and size of the through gaps of the partitions in the manufacture of the heat exchanger, it is possible to adjust or set the aerodynamic resistance of the porous metal and the heat exchanger as a whole to the air blown through it and to ensure the optimum mode of the mass flow rate of the purged air, at which the highest heat transfer is provided.
Простота конструкции и технологии изготовления теплообменного аппарата, изготовленного по предлагаемому способу, отсутствие пайки и сварки значительно снижает трудоемкость его изготовления, а использование относительно дешевых и широко распространенных металлов и материалов при изготовлении данных теплообменных аппаратов существенно снижает их себестоимость. Исходными материалами для изготовления наиболее простого теплообменного аппарата по предлагаемому способу являются алюминиевые или дюралюминиевые тонкостенные трубки в качестве трубок, по которым протекает охлаждаемая (нагреваемая) жидкость, алюминиевые слитки в качестве компактного металла, из которого изготавливается пористый металл, поваренная соль в качестве зернистого материала и обычное или кварцевое стекло - в качестве перегородки, а растворителем может быть вода, холодная или подогретая - для поваренной соли и плавиковая кислота - для стекла. Эти материалы и металлы пригодны для изготовления большинства теплообменных аппаратов, применяемых в автомобилях и в стационарных устройствах кондиционирования воздуха. Понятно, что себестоимость таких теплообменных аппаратов значительно ниже, чем аналогичных аппаратов, изготовленных по традиционной технологии. В принципе перегородки могут быть изготовлены и из поваренной соли в компактной форме. The simplicity of the design and manufacturing technology of the heat exchanger manufactured by the proposed method, the absence of soldering and welding significantly reduces the complexity of its manufacture, and the use of relatively cheap and widespread metals and materials in the manufacture of these heat exchangers significantly reduces their cost. The starting materials for the manufacture of the simplest heat exchanger according to the proposed method are aluminum or duralumin thin-walled tubes as tubes through which a cooled (heated) liquid flows, aluminum ingots as a compact metal from which porous metal is made, table salt as a granular material and ordinary or quartz glass - as a partition, and the solvent can be water, cold or heated - for table salt and hydrofluoric acid lots - for glass. These materials and metals are suitable for the manufacture of most heat exchangers used in automobiles and in stationary air conditioning devices. It is clear that the cost of such heat exchangers is much lower than similar devices made using traditional technology. In principle, partitions can also be made from table salt in a compact form.
В тех случаях, где предъявляются более жесткие требования, должны быть применены другие соответствующие металлы, материалы и вещества для растворения или травления. In cases where more stringent requirements are imposed, other appropriate metals, materials and substances for dissolution or etching must be applied.
Возможности увеличения теплоотдачи теплообменного аппарата, изготовленного по предлагаемому способу, с варьированием пористости пористого металла можно объяснить следующим. The possibility of increasing the heat transfer of the heat exchanger manufactured by the proposed method with varying the porosity of the porous metal can be explained as follows.
Теплопроводность тел из пористого металла при изменении их пористости можно определить по формуле [2]:
λ = λк(1-1,5П), (1)
где λ и λк - теплопроводность пористого и компактного металлов, соответственно; П - пористость пористого металла.The thermal conductivity of bodies of porous metal when changing their porosity can be determined by the formula [2]:
λ = λ k (1-1.5P), (1)
where λ and λ k - thermal conductivity of porous and compact metals, respectively; P is the porosity of the porous metal.
Формула (1) получена для статистических смесей и действительна лишь при пористости до 0,66. Для более пористых тел этим выражением пользоваться нельзя, так как расчетные значения теплопроводности обращаются в ноль или становятся отрицательными. Formula (1) was obtained for statistical mixtures and is valid only with porosity up to 0.66. For more porous bodies, this expression cannot be used, since the calculated values of thermal conductivity vanish or become negative.
Гидравлическое или аэродинамическое сопротивление пористых металлов (σ) для проходящих через них сред тем меньше, чем больше пористость, т.е. The hydraulic or aerodynamic resistance of porous metals (σ) for media passing through them is the smaller, the greater the porosity, i.e.
где k - коэффициент пропорциональности.
where k is the coefficient of proportionality.
Следовательно, для повышения теплопроводности и соответственно теплоотдачи теплообменного аппарата, изготовленного из пористого металла, необходимо согласно формуле (1) уменьшать его пористость (П), а для улучшения отвода тепла при прохождении охлаждающей среды, например воздуха, надо согласно формуле (2) уменьшать гидравлическое или аэродинамическое сопротивление, то есть увеличивать пористость пористого металла. Эти два противоречащих друг другу требования свидетельствуют о том, что имеется оптимальное значение пористости, при котором теплоотдача будет максимальной. Вариация пористости по объему теплообменного аппарата по мере удаления от трубок также способствует интенсификации теплообмена. Therefore, in order to increase the thermal conductivity and, accordingly, the heat transfer of a heat exchanger made of a porous metal, it is necessary to reduce its porosity (P) according to formula (1), and to improve the heat dissipation during the passage of a cooling medium, such as air, reduce the hydraulic pressure according to formula (2) or aerodynamic drag, i.e. increase the porosity of a porous metal. These two conflicting requirements indicate that there is an optimal value of porosity at which the heat transfer will be maximum. The variation in porosity over the volume of the heat exchanger with distance from the tubes also contributes to the intensification of heat transfer.
Введение сквозных зазоров, образованных удаленными перегородками, чередующихся с секциями из пористого металла, позволяет в некоторых пределах регулировать теплоотдачу теплообменного аппарата: во-первых, из-за возможности регулирования аэродинамического сопротивления продуваемому воздуху, во-вторых, за счет существенного увеличения поверхности обдува секций пористого металла, определяемой количеством и поперечным сечением сквозных зазоров, и, в-третьих, благодаря тепловому насосу, образующемуся вследствие градиента температур между температурой на поверхности трубок и температурой на поверхности секций из обдуваемого пористого металла и относительно низкого теплового сопротивления скелета пористого металла. В первом приближении теплоотдачу (q) этого теплообменного аппарата можно определить по приближенной формуле
q=qп(l+f), (3)
где qп - теплоотдача теплообменного аппарата, выполненного из пористого металла без сквозных зазоров; f - коэффициент, зависящий от соотношения суммарной площади сквозных зазоров и площади теплообменного аппарата по продуваемому воздуху и от турбулизационных процессов в каналах, образованных удаленными перегородками.The introduction of through gaps formed by remote partitions, alternating with sections of porous metal, allows to control the heat transfer of the heat exchanger within certain limits: firstly, due to the possibility of controlling the aerodynamic resistance of the blown air, and secondly, due to a significant increase in the surface of the blowing of the porous sections metal, determined by the number and cross section of the through gaps, and, thirdly, due to the heat pump formed due to the temperature gradient between between the temperature on the surface of the tubes and the temperature on the surface of the sections of blown-out porous metal and the relatively low thermal resistance of the skeleton of the porous metal. In a first approximation, the heat transfer (q) of this heat exchanger can be determined by the approximate formula
q = q n (l + f), (3)
where q p - heat transfer from a heat exchanger made of porous metal without through gaps; f is a coefficient depending on the ratio of the total area of the through gaps and the area of the heat exchanger for the purged air and on the turbulization processes in the channels formed by the remote partitions.
Очевидно и в этом случае имеет место принцип оптимальности, определяемый аэродинамическим сопротивлением, турбулизацией воздушного потока и теплопроводностью пористого металла, связанной также и с указанным градиентом температур. Obviously, in this case, the optimality principle holds, which is determined by aerodynamic drag, turbulence of the air flow, and thermal conductivity of the porous metal, which is also associated with the indicated temperature gradient.
Необходимо отметить, что перегородки могут быть установлены и параллельно трубкам, а также образовывать секции пористого металла на трубках и зазоры, незаполненные пористым металлом, расположенные параллельно трубкам и перпендикулярно им. It should be noted that the partitions can be installed parallel to the tubes, as well as form sections of porous metal on the tubes and gaps unfilled with porous metal located parallel to the tubes and perpendicular to them.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авторское свидетельство СССР 1585627, кл. F 23 L 15/04. - Бюллетень изобретений 30, 1990 г.LIST OF REFERENCES
1. Copyright certificate of the USSR 1585627, cl. F 23 L 15/04. - Bulletin of inventions 30, 1990
2. Белов С.В. Пористые металлы в машиностроении. - М.: изд-во "Машиностроение", 1976, с.50. 2. Belov S.V. Porous metals in mechanical engineering. - M .: publishing house "Engineering", 1976, p.50.
3. В книге "Новое в порошковой металлургии". Перевод с английского -М.: изд-во "Металлургия", 1970, с.168-179. 3. In the book "New in Powder Metallurgy". Translation from English -M.: Publishing House "Metallurgy", 1970, p.168-179.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108819/02A RU2219016C2 (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Method for making heat exchange apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001108819/02A RU2219016C2 (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Method for making heat exchange apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001108819A RU2001108819A (en) | 2003-02-27 |
| RU2219016C2 true RU2219016C2 (en) | 2003-12-20 |
Family
ID=32065311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001108819/02A RU2219016C2 (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Method for making heat exchange apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2219016C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA016197B1 (en) * | 2008-05-02 | 2012-03-30 | Республиканское Унитарное Предприятие "Институт Жилища - Ниптис Им. Атаева С.С." | Recuperative heat transfer equipment |
| RU230915U1 (en) * | 2024-06-28 | 2024-12-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ВГТУ) | Spiral shell and tube heat exchanger |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3324915C2 (en) * | 1982-08-14 | 1985-04-18 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Method of manufacturing a heat exchanger block |
| US4867412A (en) * | 1987-07-07 | 1989-09-19 | Motoren-Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Apparatus for the production by powder metallurgy of a section of a header pipe of a heat exchanger |
| RU2055697C1 (en) * | 1994-02-14 | 1996-03-10 | Мурад Керим Оглы Набибеков | Method of making powdered products, having through openings |
-
2001
- 2001-04-02 RU RU2001108819/02A patent/RU2219016C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3324915C2 (en) * | 1982-08-14 | 1985-04-18 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Method of manufacturing a heat exchanger block |
| US4867412A (en) * | 1987-07-07 | 1989-09-19 | Motoren-Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Apparatus for the production by powder metallurgy of a section of a header pipe of a heat exchanger |
| RU2055697C1 (en) * | 1994-02-14 | 1996-03-10 | Мурад Керим Оглы Набибеков | Method of making powdered products, having through openings |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НОВОЕ В ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. - М.: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1970, с.168-179. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA016197B1 (en) * | 2008-05-02 | 2012-03-30 | Республиканское Унитарное Предприятие "Институт Жилища - Ниптис Им. Атаева С.С." | Recuperative heat transfer equipment |
| EA018264B1 (en) * | 2008-05-02 | 2013-06-28 | Республиканское Унитарное Предприятие "Институт Жилища - Ниптис Им. Атаева С.С." | Method for heat transfer enhancement |
| RU230915U1 (en) * | 2024-06-28 | 2024-12-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ВГТУ) | Spiral shell and tube heat exchanger |
| RU2850762C1 (en) * | 2025-01-30 | 2025-11-13 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Heat exchanger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101836051B (en) | Heat exchanger element, manufacturing method thereof, and heating boiler comprising the same | |
| US6354361B1 (en) | Tooling having advantageously located heat transfer channels | |
| CN103930223B (en) | Manufacture the method with the metal foaming material of passage and the metal foaming material so obtained | |
| JPS6242699B2 (en) | ||
| CA1318911C (en) | Device for heat transfer | |
| CN112317692A (en) | Pouring system for casting alloy standard sample and manufacturing method of formwork | |
| JP2009233751A (en) | Method and device for chill molding | |
| ES2341247T3 (en) | PROCEDURE AND APPLIANCE TO PREPARE A METALLIC ALLOY. | |
| Taha et al. | Estimation of air gap and heat transfer coefficient at different faces of Al and Al–Si castings solidifying in permanent mould | |
| CN104385542A (en) | Cooling and temperature controlling system for molten object forming mold | |
| JP2011508447A (en) | Method for forming pyrolytic graphite embedded heat sink | |
| EP1466021B1 (en) | Cooling plate for a metallurgical furnace and method for manufacturing such a cooling plate | |
| EP1533586B1 (en) | Two-fluid heat exchanger having flow management open-celled structures | |
| RU2219016C2 (en) | Method for making heat exchange apparatus | |
| JP4519997B2 (en) | Float type thermal insulation baffle for high gradient casting | |
| US6464198B1 (en) | Apparatus for manufacturing workpieces or blocks from meltable materials | |
| CN105149529A (en) | Temperature-controlled metal casting method | |
| EP2835191B1 (en) | Mold for continuous casting of titanium or titanium alloy ingot, and continuous casting device provided with same | |
| JPH028691A (en) | Method for manufacturing heat exchange equipment | |
| JP7267809B2 (en) | Manufacturing method of regular open porous metal integrated with base metal | |
| EP3269470B1 (en) | Die for molding a core | |
| RU2162155C2 (en) | Radiator | |
| RU2230201C2 (en) | Radiator | |
| JP2013226594A (en) | Porous structure, and method for manufacturing the same and device for manufacturing porous structure | |
| JPS6247617B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050403 |