SU848954A1

SU848954A1 - Теплообменник тепловой машинызАМКНуТОгО гАзОВОгО циКлА

Info

Publication number: SU848954A1
Application number: SU792711177A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Борисович Филиппов; Александр Васильевич Фомин
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Командноеучилище Им. Маршала Советского Союзакрылова H.И.
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1981-07-23

Description

1

Изобретение относитс к теплообменникам поршневых тепловых машин газовых циклов и предназначено дл передачи тепла, рабочему телу.

Известны теплообменники тепловых машин замкнутого газового цикла с изотермическим процессом расширени , которые размещены на головке цилиндра и представл ют собой концентрические кольца, выполненные в виде массивов трубок, по которым циркулирует теплоноситель, и концентрические кольца, размещенные на головке поршн и вход щие в зазоры между кольцами, размещенными на головке цилиндра 1.

Недостатками конструкции теплообменника вл ютс низкий коэффициент теплоотдачи к рабочему телу от концентрических кольцевых поверхностей , выполненных в виде массивов трубок, по сравнению с коэффициентом теплоотдачи от теплоносител к внутренним поверхност м трубок, высокое гидравлическое сопротивление и непосто нство падени давлени на теплообменнике в течение цикла, а также технологическа сложность изготовлени теплообменников, св занна с большим количеством сварных

и па ных соединений, которые должны работать при высоких давлени х и температуре.

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена.

Поставленна цель достигаетс тем, что в кольцах цилиндрах выполнены тангенциальные прорези. Прорези спрофилированы в продольном направле10 нии и имеют образующие в виде синусоидальных кривых. Тепловые трубы выполнены в виде цилиндрических отверстий в теле колец головки цилиндра , в которые вставлены фитили.

15

На фиг. 1 изображен теплообменник тепловой машины замкнутого газового цикла, поперечный разрез; на фиг. 2 концентрические кольца, размещенные на головке цилиндра тейловой машины, поперечный разрез; на фиг. 3 - аксо20 нометрическа проекци одного из вариантов продольного профил тангенциальной прорези концентрического кольца.

25

Теплообменник содержит кольца 1, установленные на головке цилиндра тепловой машины по концентрическим окружност м и снабженные тепловыми трубами 2, а также концентрические 30 .кольца 3, установленные на поршне 4

и вход щие в зазоры 5 ме сду кольцами 1 головки цилиндра, в которых выполнены тангенциальные прорези 6, коуорые спрофилированы в продольном направлении и имеют образующие в виде синусоидальных кривых. Тепловые трубы 2 выполнены в виде цилиндрических отверстий в теле колец головки цилиндра , в которые вставлены фитили. Головка цилиндра снабжена центральным каналом 7. Поршень 4 и головка цилиндра размещены в корпусе 8.

Рабочее тело подаетс в теплообменник через центральное отверстие 7 и движетс под действием разности давлений, обусловленной движением поршн 4 и концентрических колец 3, размещенных на его головке в зазорах 5 концентрических кольцевых пространств.

При увеличении объема зазора 5 концентрических кольцевых прбстранст в соответствии с законом движени поршн , рабочее тело, проход через тангенциальные прорези 6,.движетс вдоль поверхностей концентрических колец 1 от центрального отверсти 7 к корпусу 8, приобрета при этом вращательное движение, которое интенсифицирует теплообмен на поверхност концентрических колец 3. При обратном движении поршн , когда рабочее тело выталкиваетс из теплообменника в центральное отверстие 7, тангенциальна составл юща вектора ускорени рабочего тела в зазорах 5 концентрических кольцевых пространст направлена в сторону,противоположную направлению тангенциальной составл ющей вектора скорости рабочего тела, продолжающего под действием инерционных сил вращательное движение в зазорах 5 концентрических кольцевых пространств, в результате чего, тангенциальна составл юща вектора скорости рабочего тела уменьшаетс . Это, в свою очередь, вызывает уменьшение коэффициента теплоотдачи от концентрических колец 1 к рабочему телу, что благопри тно сказываетс на эффективный КПД поршневой машины.

Образующие тангенциальной прорези 6 представл ют собой синусоидальные кривые, максимумы которых наход тс в точке, соответствующей максимальному расходу рабочего тела по ходу

поршн .-Такой продольный профиль обеспечивает посто нство величины падени давлени на теплообменнике, что имеет особо важное значение дл обеспечени устойчивой работы и саморегулировани при изменении величины нагрузки в свободно-поршневых тепловых машинах регенеративного цикла и 113ометрическими процессами внешнего подвода и отвода теплоты.

За счет уменьшени падени температуры на концентрических кольцах с тепловыми трубами и увеличени коэффициента теплопередачи обеспечиваетс больша изометричность процессов в тепловой машине, что повышает ее эффективный КПД.

Экономический эффект от использовани данного теплообменника заключаетс в повышении экономической эффективности, эксплуатационной надёжности и упрощени конструкции.

Claims

Формула изобретени

5 1 Теплообменник тепловой машины замкнутого газового цикла, содержащий кольца, установленные на головке цилиндра тепловой машины по конт центрическим окружност м и снабженные тепловыми трубами, и концентрические кольца, установленные на поршне и вход щие в зазоры между кольцами головки цилиндра, отличающийс тем, что, с целью интенсификации теплообмена, в кольцах цилиндра выполнены тангенциальные прорези.
2.Теплообменник по п. 1, о тличающ 1йс . тем, что прорези спрофилированы в продольном

0 направлении и имеют, образующие в виде синусоидальных кривых.
3.Теплообменник -по п. 1, отлич а ю щ и и с тем, что тепловые трубы выполнены в виде цилиндрических отверстий в теле колец головки цилиндра, в которые вставлены фитили.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I.M.Benson, Thermul oscillators, I2th Intersociety Enyrgy Conversion Engineering Conference, Washington, 1977, p. 1481.