CZ2016125A3 - Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny - Google Patents
Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2016125A3 CZ2016125A3 CZ2016-125A CZ2016125A CZ2016125A3 CZ 2016125 A3 CZ2016125 A3 CZ 2016125A3 CZ 2016125 A CZ2016125 A CZ 2016125A CZ 2016125 A3 CZ2016125 A3 CZ 2016125A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- synthesized
- stream
- generator
- coolant
- cooling
- Prior art date
Links
Abstract
Způsob chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny, při němž se na povrch tělesa přivádí alespoň jeden proud chladicí tekutiny, přičemž uvedený proud je syntetizovaným proudem, jehož vnitřní část dopadá na stagnační přímku na povrchu tělesa a vnější části obtékají těleso. Syntetizovaným proudem může být s výhodou hybridní syntetizovaný proud. Zařízení k provádění způsobu obsahuje nejméně jeden generátor (3, 12, 21) syntetizovaného proudu (7, 14, 22) chladicí tekutiny, který je opatřen alespoň jednou štěrbinovou tryskou (6, 15), pro vytváření syntetizovaného proudu (7, 14) chladicí kapaliny a jeho směrování na stagnační přímku (8, 16) na povrchu tělesa (2). Generátor může být s výhodou generátorem (21) hybridního syntetizovaného proudu.
Description
Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudy chladicí tekutiny pro použití v nejrůznějších oblastech techniky, zejména v průmyslu elektrotechnickém, strojírenském, chemickém, biochemickém a potravinářském.
Dosavadní stav techniky Běžný způsob chlazení horkých těles válcového tvaru chladnější tekutinou je založen na přirozené konvekci (jiné označení je volná konvekce) nebo nucené konvekci. Dosahované hodnoty součinitele přestupu tepla u přirozené konvekce jsou 2 poměrně malé. Konkrétně, hodnoty 5 * 30 W/(m K) v plynech a 20 * 1000 W/(m K) v kapalinách uvádí Ji ji (Heat Convection,
2006). Šesták a Rieger (Přenos hybnosti, tepla a hmoty, ČVUT ai* , 2
Pcaha, 1998) uvádějí obdobné údaje, konkrétně 5 Jí- 15 W/(m K) aí' , v plynech a 50 ^ 1000 W/(m K) v kapalinách. Nucenou konvekci možno dosáhnout řádově vyšších' hodnot součinitele přestupu <uy tepla, přičemž Ji ji (Heat Convection, 2006) uvádí 20 -* 300 W/ (m2K) v plynech a 50 2(^000 W/ (m2K) v kapalinách a Šesták a
Rieger (Přenos hybnosti, tepla a hmoty, ČVUT Praha, 1998) uvádějí 10 iř 100 W/(m2K) v plynech a 3000 % 1(^000 W/(m2K) v kapalinách. Při nucené konvekci nutno chladicí tekutinu uvádět do pohybu vhodným zařízením, kterým bývají točivé stroje jako např. ventilátor nebo dmychadlo nebo kompresor v případě plynů, popřípadě čerpadlo v případě kapalin. Kromě toho nutno tekutinu dopravovat vhodným potrubím a rozvodem do míst, kde je požadován chladicí účinek. Ještě vyšších hodnot součinitele přestupu tepla možno dosáhnout v tekutých kovech a dvoufázových tekutinách při varu chladicí tekutiny - oba tyto případy vyžadují komplikované zařízení s uzavřeným okruhem chladicí tekutiny. Nejvyšších hodnot součinitele přestupu tepla při konvekci možno dosahovat v případě impaktního proudění (Korger, Patentový spisVÍ16190; Korger a Křížek, Součinitele přenosu hmoty při impaktním proudění ze štěrbinových trysek, Strojírenství 17, 1967, 536-541), kdy tekutina vytéká z trysek, proudí přibližně kolmo na chlazený povrch a dopadá na něj v podobě jednotlivých impaktních proudů. Jiný název pro chlazení pomocí impaktních proudů je nárazové chlazení, jak je uvedeno v patentové přihlášce autorů Yu a kol. (PV 2000-4335) . ^
Použití impaktního proudění vyžaduje, jako ostatní případy vynucené konvekce, vhodné zařízení pro uvedení tekutiny do pohybu. Tím bývají točivé stroje jako např. ventilátor, dmychadlo, kompresor nebo čerpadlo. Dále je zapotřebí vhodné potrubí a rozvod do míst, kde je požadován chladicí účinek.
Pro chlazení horkých těles válcového tvaru při nucené konvekci v plynech nebo kapalinách možno umístit tato tělesa do proudící tekutiny. Směr proudění může být rovnoběžný s osou těles nebo kolmý na tuto osu. Nejvyšších hodnot součinitele přestupu tepla bylo dosaženo při obtékání ustáleným proudem tekutiny ze štěrbinových trysek, při směru proudění kolmém na osu válce (Nada, Slot/slots air jet impinging cooling of a cylinder for different jets-cylinder configurations, Heat Mass Transfer 43, 2006, 135-148). Jak bylo experimentálně prokázáno, při umístění válce do ustáleného proudu tekutiny ze štěrbinové trysky možno dosáhnou vyšších hodnot součinitele přestupu tepla než při obtékání válce příčným homogenním * * mz proudovým polem o stejné rychlosti proudění - viz McDaniel, Webb, Slot jet impingement heat transfer from circular cylinders, Int. J. Heat Mass Transfer 43 (2000) 1975-1985.
Jiným příkladem chlazení horkých těles válcového tvaru při nucené konvekci je chlazení konce optického vlákna, který xp navrhují autoři Hatjasalo a Johansson (patentový spisV296323) , -kdy chladicí vzduch proudí podél osy optického vlákna směrem k jeho konci, přičemž pohyb chladicího vzduchu zajišťuje ventilátor.
Nevýhodou výše uvedených způsobů a zařízení pro chlazení těles je relativně nízká účinnost chlazení vyjádřená hodnotou součinitele přestupu tepla a poměrná složitost chladicího zařízení spojená s jeho vyšší poruchovostí a nákladností. Cílem tohoto vynálezu je odstranit nevýhody dosavadního stavu techniky, kterými jsou jednak poměrně malý střední součinitel přestupu tepla při chlazení válcových těles pomocí přirozené konvekce, jednak poměrně složité zařízení při chlazení válcových těles pomocí nucené konvekce, kdy je nutno použít běžný zdroj pohybu tekutiny, jakým bývají točivé stroje jako např. ventilátor, dmychadlo, kompresor nebo čerpadlo.
Podstata vynálezu
Nevýhody dosavadního stavu techniky a cíle vynálezu splňuje způsob chlazení tělesa válcového tvaru proudem chladicí tekutiny, při němž se na povrch tělesa přivádí alespoň jeden proud chladicí tekutiny, jehož podstata spočívá v tom, že uvedený proud je syntetizovaným proudem, jehož vnitřní část dopadá na stagnační přímku na povrchu tělesa a vnější části obtékají těleso.
Podle jednoho z výhodných provedení se syntetizovaný proud přivádí na povrch tělesa ve směru přibližně kolmém k podélné ose tělesa.
Podle dalšího z výhodných provedení se na povrch tělesa přivádí z opačných stran dva syntetizované proudy.
Podle dalšího z výhodných provedení alespoň jedním ze syntetizovaných proudů je hybridní syntetizovaný proud.
Chladicí tekutinou může být jakýkoliv plyn nebo kapalina nebo směs plynů nebo směs kapalin nebo dvoufázová směs plynu a kapaliny. Předmětem vynálezu je rovněž zařízení k provádění uvedeného způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje nejméně jeden generátor syntetizovaného proudu chladicí tekutiny, který je opatřen alespoň jednou štěrbinovou tryskou, pro vytváření syntetizovaného proudu chladicí kapaliny a jeho směrování na stagnační přímku na povrchu tělesa.
Generátor je s výhodou umístěn otvorem své trysky směřujícím přibližně kolmo k podélné ose tělesa.
Podle jednoho z výhodných provedení zařízení obsahuje dva generátory umístěné na opačných stranách tělesa.
Podle dalšího z výhodných provedení alespoň jedním z generátorů je generátor hybridního syntetizovaného proudu obsahující alespoň jednu fluidickou diodu, která propojuje dutinu generátoru s okolním prostředím.
Generátor a těleso jsou s výhodou uchyceny ke společnému rámu.
Podle jednoho z výhodných provedení ústí štěrbinové trysky generátoru má kratší a delší hranu, přičemž delší hrana ústí je přibližně rovnoběžná s podélnou osou tělesa a zároveň tato osa leží přibližně v rovině symetrie štěrbinové trysky.
Chladicí tekutinou je plyn nebo kapalina nebo směs plynů nebo směs kapalin nebo dvoufázová směs plynu a kapaliny.
Chladicí tekutinou může být vzduch, voda, oxid uhličitý (R-744), nebo organické sloučeniny s poměrně vysokou molekulární hmotností oproti vodě. Tělesem určeným k ochlazování je s výhodou elektronická součástka, ve které je elektrickým proudem generováno teplo, nebo s výhodou optické vlákno.
Vynález bude blíže osvětlen pomocí příkladů provedení s odkazem na připojené výkresy, na nichž znázorňuje: - obr. 1 schéma prvního příkladu provedení zařízení podle vynálezu v řezu kolmém na osu chlazeného válce s jedním generátorem syntetizovaného proudu a jednou štěrbinovou tryskou^ - obr. 2 závislost středního součinitele přestupu tepla pro přirozenou konvekci, vyjádřená v podobě závislosti středního Nesseltova čísla na Grashofově čísle, pro zařízení z obr. 1 při vypnutém generátoru syntetizovaného proudu a porovnáni se závislosti známou z odborné literatury^' f - obr. 3 porovnáni výsledků při přirozené konvekci se zařízením podle obr. 1 s vypnutým generátorem syntetizovaného proudu s výsledky s tímto zařízením při nucené konvekci tedy se zapnutým generátorem syntetizovaného proudu^ - obr. 4 schéma druhého příkladu provedení zařízení podle vynálezu v řezu kolmém na osu chlazeného válce s dvojicí generátorů syntetizovaných proudů^ a - obr. 5 schéma třetího příkladu provedení zařízení podle vynálezu v řezu kolmém na osu chlazeného válce s jedním generátorem hybridního syntetizovaného proudu.
Na obr. 1 je první příklad provedení zařízení podle vynálezu s jedním generátorem 3 syntetizovaného proudu 1_ a jednou štěrbinovou tryskou 6. Zobrazení je provedeno v řezu, kolmém na osu tělesa 2 válcového tvaru. Osou tělesa 2 se pro účely tohoto vynálezu míní podélná osa tělesa 2. K rámu 1 je připevněno těleso 2 a generátor 3 syntetizovaného proudu 1_, jehož dutina £ je propojena s okolím prostředím 5 štěrbinovou tryskou 6. Chladicí tekutina z okolního prostředí 5 je generátorem 3 formována do podoby syntetizovaného proudu 1_, který směřuje od štěrbinové trysky 6 na těleso 2. Vnitřní část syntetizovaného proudu 7 dopadá na stagnačni přímku _8 na povrchu tělesa 2. Jelikož schéma na obr. 1 je nakresleno v řezu kolmém na osu tělesa 2, je stagnačni přímka £ zobrazena jako bod na kružnici, zobrazující povrch tělesa 2. Vnější části syntetizovaného proudu 7 obtékají povrch tělesa 2_ v podobě horní části 9 proudu a spodní části 10_ proudu. Horní část 9 proudu a spodní část 10 proudu obtékají těleso 2_ a následně pak formují úplav _11, kterým chladicí tekutina proudí od tělesa 2 přibližně opačným směrem, než přitéká v podobě syntetizovaného proudu Teplota chladicí tekutiny v syntetizovaném proudu 1_ je nižší než teplota tělesa 2, a proto dochází k ochlazování tělesa 2 nucenou konvekcí. Mechanismus sdílení tepla ve stagnační přímce S_ odpovídá případu impaktního proudu.
Obr. 2 ukazuje závislost středního Nusseltova čísla na Grashofově čísle pro přirozenou konvekci. Střední Nuseltovo číslo, které je bezrozměrným vyjádřením středního součinitele přestupu tepla ze stěny tělesa 2 do chladicí tekutiny v okolním prostředí _5, je vypočteno podle vzorce Nu = hD/k, kde h je střední součinitel přestupu tepla, D je průměr válce tělesa 2 a k je tepelná vodivost chladicí tekutiny. Grashofovo číslo, které je parametrem kvantifikujícím přirozenou konvekci, je vypočteno podle vzorce Gr = ςβ (Γ„-Γ.) D3/v2, kde g je velikost gravitačního zrychlení, β je teplotní objemová roztažnost chladicí tekutiny, Tw je teplota povrchu válce tělesa 2, Τ» je teplota chladicí tekutiny v okolím prostředí 5 a v je kinematická viskozita chladicí tekutiny. Látkové vlastnosti γ a v jsou vyhodnocovány pro střední teplotu T = (!Γ„+Γ»)/2. Na obr. 2 jsou vyneseny hodnoty získané vlastní experimentem s modelem zařízení podle obr. 1, přičemž generátor 3 byl při tomto experimentu vypnut a proto sdíleni tepla z válce tělesa 2 do okolního prostředí _5 probíhalo jako přirozená konvekce. Válec tělesa 2 o průměru D = 1,21 mm je vyroben z nerezové trubice. Chladicí tekutinou v okolním prostředí 5 je čistá voda. Ohřev tělesa 2 při experimentu se provádí průchodem elektrickým proudem. Topný příkon je vyjádřen podle vzorce P = U I, kde U je elektrické napětí naměřené na zkoumané délce tělesa 2, která činí L = 35,5 mm, a I je naměřený elektrický proud. Jelikož topný příkon P je roven tepelnému výkonu, který je teplo přenášeno z válce do chladicí tekutiny, bylo vyhodnocení experimentu provedeno vyjádřením středního součinitele přestupu tepla podle vzorce h = P/ [A( Tw-T~) ], kde A je teplosměnná plocha, kterou je obtékaný povrch válce, A = LID. Vyhodnocený středního součinitel přestupu tepla h byl následně přepočten do bezrozměrného tvaru středního Nusseltova čísla Nu = hD/k, které je vynášeno v grafu na obr. 2. Takto získané hodnoty, které jsou v obr. 2 označeny jako "vlastní experiment", jsou v obr. 2 porovnány se závislostí známou z odborné literatury (Morgan, The overall convective heat transfer from smooth circular cylinders, Advances in Heat Transfer 11, 1975, 199- 264). Obr. 2 demonstruje velmi dobrou shodu výsledků vlastního experimentu s dostupnými poznatky.
Obr. 3 porovnává výsledky dvou vlastních experimentů. Přitom první experiment byl proveden při vypnutém generátoru 3, kdy chlazení tělesa 2 probíhalo přirozenou konvekcí, tedy stejným způsobem, jako u výše popisovaného případu, jehož výsledky jsou na obr. 2. Druhý experiment byl proveden při zapnutém generátoru 3, kdy chlazení válce probíhalo nucenou konvekcí pomocí syntetizovaného proudu ]_ podle obr. 1. Generátor 3^ pracuje na piezoelektrickém principu a šířka jeho štěrbinové trysky činí 0,36 mm. Velikost mezery mezi štěrbinovou tryskou a povrchem válce činí 3,6 mm. Elektrický příkon generátoru 3 byl 27 mW. Velikost středního Nusseltova čísla při přirozené konvekcí byla vyhodnocena Nu = 1,7 až 3,2 ve zkoumaném rozsahu tepelných výkonů P = 0,2 W až 5,1 W. Ve stejném rozsahu tepelných výkonů bylo dosaženo středního Nusseltova čísla při nucené konvekcí 10,3 až 13,5. Obr. 3 tak prokazuje významné zvýšení středního Nusseltova čísla nucenou konvekcí pomocí syntetizovaného proudu ]_. Konkrétně, nucenou konvekcí pomocí syntetizovaného proudu 1_ bylo dosaženo 4,2krát až 6,2krát vyšších hodnot středního Nusseltova čísla, ve srovnání s přirozenou konvekcí.
Na obr. 4 je druhý příklad provedení zařízení podle vynálezu s dvojicí generátorů 3, 12 syntetizovaných proudů, z nichž každý má štěrbinovou trysku 6, L5. Zobrazení je provedeno v řezu kolmém na osu tělesa 2. K rámu 1 je připevněno těleso 2 a dvojice generátorů _3, 12 syntetizovaných proudů 2 a ii.· Dutiny 4 a 13^ obou generátorů 3 a 12^ jsou propojeny s okolním prostředím _5 štěrbinovými tryskami 6 a 15. Chladicí tekutina z okolního prostředí 2 3e generátory 3 a 12 formována do podoby syntetizovaných proudů 1_ a 1_4, které směřují na těleso 2. Vnitřní část syntetizovaného proudu 1_ dopadá na stagnační přímku 2 na povrchu tělesa 2 a vnitřní část syntetizovaného proudu 14_ dopadá na stagnační přímku Ij6 na povrchu tělesa 2. Jelikož schéma na obr. 4 je nakresleno v řezu kolmém na osu chlazeného tělesa 2, jsou obě stagnační přímky 1_6 zobrazeny jako body na kružnici, zobrazující povrch tělesa 2. Vnější části syntetizovaného proudu 1_ obtékají povrch tělesa 2 v podobě horní části 9 proudu a spodní části 10 proudu. Obdobně obtékají vnější části syntetizovaného proudu 1A_ povrch tělesa 2 v podobě horní části 17 proudu a spodní části 18^ proudu. Chladicí tekutina odtéká od tělesa 2 v podobě horního proudu 19_ a spodního proudu 20. Teplota chladicí tekutiny v syntetizovaných proudech 7 a 14 je nižší než teplota tělesa 2, proto dochází k ochlazování tělesa 2 nucenou konvekcí. Mechanismus sdílení tepla ve stagnačních přímkách 2 a 16 odpovídá případu impaktního proudu.
Na obr. 5 je zobrazen třetí příklad provedení zařízení podle vynálezu s jedním generátorem 21 hybridního syntetizovaného proudu 22. a jednou štěrbinovou tryskou 6. Zobrazení je provedeno v řezu kolmém na osu tělesa 2. K rámu 1 je připevněno těleso 2 a generátor 21 hybridního syntetizovaného proudu 22_. Dutina :23 je propojena s okolím prostředím 5^ jednak štěrbinovou tryskou 6, jednak fluidickou diodou 2_4. Časově střední průtok fluidickou diodou 24_ směřuje z okolního prostředí 5 do dutiny 23. Z toho důvodu směřuje proud 25i přisávané tekutiny z okolního prostředí 5 do dutiny 23 a hybridní syntetizovaný proud 22 má pozitivní časově střední průtok. Chladicí tekutina z okolního prostředí 5 a tekutina přisávaná do dutiny 2_3 jako proud 25 přisávané tekutiny jsou generátorem 21 formovány do podoby hybridního syntetizovaného proudu 22^ který směřuje od štěrbinové trysky 6 na těleso 2. Vnitřní část hybridního syntetizovaného proudu 22 dopadá na stagnační přímku 8_ na povrchu tělesa 2. Jelikož schéma na obr. 5 je nakresleno v řezu kolmém na osu tělesa 2, je stagnační přímka 8_ zobrazena jako bod na kružnici zobrazující povrch tělesa 2. Vnější části hybridního syntetizovaného proudu 22^ obtékají povrch tělesa 2 v podobě horní části 2j5 proudu a spodní části 2J_ proudu. Horní část 26 proudu a spodní část 2J_ proudu obtékají těleso 2 a následně pak formují úplav 1_1, kterým chladicí tekutina proudí od tělesa 2 přibližně opačným směrem, než přitéká v podobě hybridního syntetizovaného proudu 22. Teplota chladicí tekutiny v hybridním syntetizovaném proudu 22_ je nižší než teplota tělesa 2, proto dochází k ochlazování tělesa 2 nucenou konvekcí. Mechanismus sdílení tepla ve stagnační přímce 3 odpovídá případu impaktního proudu. Výše popsané první a druhý příklad provedení zařízení podle vynálezu využívají k ochlazování syntetizované proudy. Pro tyto syntetizované proudy platí, že mají časově střední hmotnostní průtok tekutiny tryskou 6 generátoru 3, 12 v ustáleném režimu nulový, a teprve v určité vzdálenosti od trysky 6 má tekutinový proud nenulovou časově střední složku hmotnostního toku, kterou získá přisáváním okolní tekutiny. Použití syntetizovaných proudů přináší řadu výhod. Hlavní výhodou je relativní jednoduchost celého zařízení podle vynálezu, neboť tekutinové proudy jsou generovány bez nutnosti použít pro uvedení tekutiny do pohybu nějaké další zařízení, jakým bývají točivé stroje jako např. ventilátor, dmychadlo, kompresor nebo čerpadlo. Rovněž není nutno používat přívodní potrubí a rozvody. To přináší úspory na obestavěném prostoru, hmotnosti i ceně zařízení. Navíc odpadají i potenciální zdroje poruch zařízení, kterými bývají uvedené točivé stroje. Třetí příklad provedení zařízení podle vynálezu, který byl výše popsán, využívá hybridní syntetizovaný proud, který na rozdíl od syntetizovaného proudu získává nenulovou časově střední složku hmotnostního toku hned při výtoku tryskou 6 z generátoru 21. Příčinou je vhodný způsob přisávání tekutiny do generátoru 2_1 prostřednictvím fluidické diody 24_. Hybridní
Cj| syntetizované proudy dosahují vyšší* parametrů ve srovnání s běžnými syntetizovanými proudy, konkrétně vyšší objemové účinnosti a vyšší energetické účinnosti. Přitom použití hybridních syntetizovaných proudů zachovává všechny výhody použití běžných syntetizovaných proudů a navíc umožňuje dosáhnout vyšších parametrů proudu, jako jsou rychlost proudění na ose proudu, tok hybnosti tekutiny a tok energie proudu.
Chladicí tekutinou může být například vzduch nebo voda nebo oxid uhličitý (R-744). Chladicí tekutinou mohou být organické sloučeniny s poměrně vysokou molekulární hmotností oproti vodě.
Chlazeným tělesem může být například elektronická součástka, ve které je elektrickým proudem generováno teplo. S výhodou může být chlazeným tělesem optické vlákno. Přínosem vynálezu oproti dosavadnímu stavu techniky je rovněž možnost dosáhnout kompaktního uspořádání celého zařízení, neboť není nutné použití žádného dalšího zařízení pro uvádění chladicí tekutiny do pohybu. Běžná zařízení k tomu účelu používají vhodného točivého stroje jako např. ventilátor, dmychadlo, kompresor nebo čerpadlo. Zařízení podle vynálezu uvádí tekutinu do pulzujícího pohybu membránou v samotném generátoru 3, 12. Další výhodou je, že tento generátor 3, 12_ neobsahuje kromě oscilující membrány žádné jiné mechanicky pohyblivé součásti, jakými bývají zpětné ventily u běžných kompresorů nebo čerpadel. Významnou výhodou oproti známým řešení je využití dvou mechanismů nucené konvekce, kterými jsou sdílení tepla z tělesa 2 do impaktního proudu ve stagnační přímce 8, 16a jejím okolí na povrchu tělesa 2 a sdílení tepla při obtékání povrchu tělesa 2_ vnějšími oblastmi proudu, což ve výsledku přispívá k významnému zvýšení středního součinitele přestupu tepla z ochlazovaného tělesa 2 do chladicí tekutiny.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle vynálezu je využitelné zejména pro účely chlazení v elektrotechnickém, strojírenském, chemickém, biochemickém a potravinářském průmyslu.
Seznam vztahových značek: 1 - rám 2 - těleso 3, 12 - generátory 4, 13 - dutiny generátorů 5 - okolní prostředí 6, 15 - štěrbinová tryska 7, 14 - syntetizované proudy 8, 16 - stagnační přímky 9, 17 - horní části proudu 10, 18 - spodní části proudu 11 - úplav 19 - horní proud 20 - spodní proud 21 - generátor 22 - hybridní syntetizovaný proud 23 - dutina generátoru 24 - fluidická dioda 25 - proud přisávané tekutiny 26 - horní část proudu 27 - spodní část proudu
Claims (15)
1. Způsob chlazení tělesa válcového tvaru proudem chladicí tekutiny, při němž se na povrch tělesa přivádí alespoň jeden proud chladicí tekutiny, vyznačující se tím, že uvedený proud je syntetizovaným proudem (7, 14, 22), jehož vnitřní část dopadá na stagnační přímku (8, 16) na povrchu tělesa (2) a vnější části (9, 10, 17, 18) obtékají těleso (2).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že syntetizovaný proud (7, 14, 22) se přivádí na povrch tělesa (2) ve směru přibližně kolmém k podélné ose tělesa (2).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se na povrch tělesa (2) přivádí z opačných stran dva syntetizované proudy (7, 14).
4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň jedním ze syntetizovaných proudů je hybridní syntetizovaný proud (22).
5. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že chladicí tekutinou je jakýkoliv plyn nebo kapalina nebo směs plynů nebo směs kapalin nebo dvoufázová směs plynu a kapaliny.
6. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden generátor (3, 12, 21) syntetizovaného proudu (7, 14, 22) chladicí tekutiny, který je opatřen alespoň jednou štěrbinovou tryskou (6, 15), pro vytváření syntetizovaného proudu (7, 14) chladicí kapaliny a jeho směrování na stagnační přímku (8, 16) na povrchu tělesa (2).
7. Zařízeni podle nároku 6, vyznačující se tím, že generátor (3, 12) je umístěn otvorem své trysky (6, 15) směřujícím přibližně kolmo k podélné ose tělesa (2).
8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že obsahuje dva generátory (3, 12) umístěné na opačných stranách tělesa (2).
9. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že alespoň jedním z generátorů je generátor (21) hybridního syntetizovaného proudu (22) obsahující alespoň jednu fluidickou diodu (24), která propojuje dutinu generátoru (21) s okolním prostředím (5).
10. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že generátor (3, 12, 21) a těleso (2) jsou uchyceny ke společnému rámu (1).
11. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že ústí štěrbinové trysky (6, 15) generátoru (3, 12, 21) má kratší a delší hranu, přičemž delší hrana ústí je přibližně rovnoběžná s podélnou osou tělesa (2) a zároveň tato osa leží přibližně v rovině symetrie štěrbinové trysky (6, 15).
12. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 11, vyznačující se tím, že chladicí tekutinou je plyn nebo kapalina nebo směs plynů nebo směs kapalin nebo dvoufázová směs plynu a kapaliny.
13. Zařízeni podle nároku 12, vyznačující se tím, že chladicí tekutinou je vzduch, voda, oxid uhličitý (R-744), nebo organické sloučeniny s poměrně vysokou molekulární hmotností oproti vodě.
14. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 12, vyznačující se tím, že tělesem (2) je elektronická součástka, ve které je elektrickým proudem generováno teplo.
15. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 12, vyznačující se tím, že tělesem (2) je optické vlákno. Název vynálezu: Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny Způsob chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny, při němž se na povrch tělesa přivádí alespoň jeden proud chladicí tekutiny, přičemž uvedený proud je syntetizovaným proudem, jehož vnitřní část dopadá na stagnační přímku na povrchu tělesa a vnější části obtékají těleso. Syntetizovaným proudem může být s výhodou hybridní syntetizovaný proud. Zařízení k provádění způsobu obsahuje nejméně jeden generátor (3, 12, 21) syntetizovaného proudu (7, 14, 22) chladicí tekutiny, který je opatřen alespoň jednou štěrbinovou tryskou (6, 15), pro vytváření syntetizovaného proudu (7, 14) chladicí kapaliny a jeho směrování na stagnační přímku (8, 16) na povrchu tělesa (2) . Generátor může být s výhodou generátorem (21) hybridního syntetizovaného proudu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-125A CZ2016125A3 (cs) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-125A CZ2016125A3 (cs) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306506B6 CZ306506B6 (cs) | 2017-02-15 |
| CZ2016125A3 true CZ2016125A3 (cs) | 2017-02-15 |
Family
ID=58449023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-125A CZ2016125A3 (cs) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2016125A3 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4368963A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-15 | Fei Company | Method of preparing a cryogenic sample with improved cooling characteristics |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6123145A (en) * | 1995-06-12 | 2000-09-26 | Georgia Tech Research Corporation | Synthetic jet actuators for cooling heated bodies and environments |
| CZ304219B6 (cs) * | 2012-06-22 | 2014-01-08 | Ăšstav termomechaniky AV ÄŚR, v.v.i. | Způsob vstupu tekutiny do generátoru hybridního syntetizovaného proudu a vstupní ústrojí pro provádění tohoto způsobu |
| US20170248135A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-08-31 | Ge Aviation Systems Llc | Air-cooling system and airflow generator |
-
2016
- 2016-03-04 CZ CZ2016-125A patent/CZ2016125A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306506B6 (cs) | 2017-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Trávníček et al. | Impingement heat/mass transfer to hybrid synthetic jets and other reversible pulsating jets | |
| Travnicek et al. | Formation criterion for axisymmetric synthetic jets at high Stokes numbers | |
| BRPI0809063B8 (pt) | dispositivo para aquecer um fluxo de líquido, pelo aquecimento elétrico de um conduto metálico | |
| Trávníček et al. | Hybrid synthetic jets as the nonzero-net-mass-flux synthetic jets | |
| Xu et al. | Flow structure evolution for laminar vortex rings impinging onto a fixed solid wall | |
| Birhane et al. | Flow characteristics of a two-stage EHD gas pump in a circular pipe | |
| CZ2016125A3 (cs) | Způsob a zařízení pro chlazení těles válcového tvaru proudem chladicí tekutiny | |
| Li et al. | Evolution of flow structure and heat transfer enhancement mechanism in impinging jets excited by piezoelectric fan | |
| Li et al. | The characteristics and divergence of fan-shaped and cylindrical holes on the suction side of a turbine blade under rotating conditions | |
| Wang et al. | Improve the secondary structure of the series ionic wind generator to regulate the flow distribution and its application in electronics cooling | |
| Fan et al. | Enhancing boiling heat transfer by high-frequency pulsating jet with piezoelectric micropump | |
| Tesař et al. | Pulsating and synthetic impinging jets | |
| Naksanee et al. | An experimental investigation on the efficiency of snail entry in vortex tube fed low inlet air pressure to reduce temperature of low pressure air. | |
| CN108828001A (zh) | 一种单液滴蒸发实验装置 | |
| Tanski et al. | A system for cooling electronic elements with an EHD coolant flow | |
| El-Salamony et al. | Optimization study of unsteady flow affecting on cooling a heated cylinder | |
| CN115175426A (zh) | 一种变温大气压等离子体产生装置 | |
| CN108252822A (zh) | 利用涡轴发动机尾气发电的喷管 | |
| RU2007142976A (ru) | Способ и система осмотра рабочих лопаток турбины и корпус турбины | |
| Travnicek et al. | Synthetic jet actuators with rigid and temporally variable nozzles | |
| Travnicek et al. | Heat/Mass Transfer of Pulsatile Impinging Jets | |
| CN112345529A (zh) | 基于图像处理的矩形热态温差混合层实验测试系统与方法 | |
| Mukesh Kumar | Performance Evaluation of Internal Combustion Engine by using MWCNT/Water based Nanofluid as a Coolant | |
| Liu et al. | Experimental study on enhanced heat transfer characteristis of synergistic coupling between the pulsating heat pipes | |
| Asendrych et al. | Diffusion of jets with annular counterflow and small diameter ratio |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20250304 |