ТЕРМОАККУМУЛАТОР
Име на изобретателя:Роберт Александрович Амерханов (RU); Ададуров Евгений Анатолиевич (RU); Гарков Константин Алексеевич (RU); Потапенко Йосиф АндреевичИмето на притежателя на патента:Кубански държавен аграрен университетадрес за кореспонденция:350044, Краснодар, Калинин, 13, КГАУ, Патентно-информационен отделНачало на патента:200.0.0.0.0. 0.0.0 7
Изобретението се отнася до областта на топлотехниката и е предназначено за предотвратяване на солни отлагания (нагар) върху работните нагревателни повърхности на различни топлообменници. Топлинният акумулатор, съдържащ корпус с изолация и твърд топлоакумулиращ материал, вътре в който има входни и изходящи тръбопроводи под формата на намотки, е оборудван с магнитострикционни вибратори с честотен спектър 21,3 kHz и амплитуда на трептене 0,1 mm, чиито вълноводи са фиксирани върху споменатите тръбопроводи преди влизане в акумулатора. Такова изпълнение на батерията ще увеличи процеса на пренос на топлина поради нарушаването на граничния ламинарен слой на охлаждащата течност във входящите и изходящите тръбопроводи.
ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Изобретението се отнася до областта на топлотехниката и може да се използва за подобряване на процеса на пренос на топлина в топлинни акумулатори с различни материали за съхранение на топлина.
Известни термични батерии с твърд материал за съхранение на топлина. Амерханов Р.А. Оптимизиране на селскостопански електроцентрали, използващи възобновяеми енергийни източници. - М.: КолосС, 2003, 532 с.
Представената батерия обаче има сериозен недостатък, дължащ се на факта, че процесът на топлообмен между охлаждащите течности и топлоакумулиращия материал не е достатъчно интензивен порадиламинарен поток на охлаждащата течност в тънък пристенен слой, характеризиращ се с наличието на значителни градиенти на скоростта, виж - L. Landau, E. Lifshits. Механика на непрекъснатата среда. М.: Полиграфкнига, 1944, 623 с., Глава VI "Граничен слой", § 32. Ламинарен граничен слой.
Като прототип взехме патент № 2253807 (разработка на служители на Кубанския държавен аграрен университет).
Известното изобретение, въпреки редица предимства, има сериозни недостатъци. Първо, за практическа реализация е необходим компресор, който консумира значително количество електроенергия, като се има предвид общата тенденция към непрекъснато нарастване на цените на енергията, което води до икономически разходи. Второ, честотният спектър, създаден от въздушен вибратор, не надвишава 400 Hz (виж Ръководство: вибрации в инженерството. М .: Машиностроене. Том 4. 1981. Раздел: Пневматични вибрационни възбудители.), Което не позволява ефективно нарушаване на ламинарния слой и превръщането му в турбулентен.
Техническото решение на проблема е да се увеличи процеса на пренос на топлина между охлаждащата течност и материала за съхранение на топлина.
Задачата се постига с това, че топлинният акумулатор, съдържащ корпус с изолация и твърд топлоакумулиращ материал, вътре в който има входни и изходящи тръбопроводи под формата на намотки, се характеризира с това, че е оборудван с магнитострикционни вибратори с честотен спектър 21,3 kHz и амплитуда на трептене 0,1 mm, чиито вълноводи са фиксирани върху тези тръбопроводи преди влизане в акумулатора.
Новостта на предложеното предложение се дължи на факта, че постигането на задачата, а именно увеличаването на процеса на пренос на топлина между топлоносителите и материала за съхранение на топлина, се постига чрез нарушаване на границаталаминарен слой охлаждаща течност във входящите и изходящите тръбопроводи. Нарушеният ламинарен поток придобива турбулентен характер, което засилва конвективния топлообмен и съответно процеса на топлообмен, виж Тихомиров К.В. Обща топлотехника, топло- и газоснабдяване и вентилация. - М.: Стройиздат, 1969, с.288, Драганов Б.Х., Кузнецов В.А., Рудобаща С.П. Топлотехника и приложение на топлината в селското стопанство./ Изд. Б.Х.Драганов. - М.: Агропромиздат, 1990. - 463 с.
Според патента и друга научна и техническа литература не е намерено подобно предложение, което позволява да се прецени изобретателското ниво на предложеното предложение.
Чертежът показва схема на топлинен акумулатор.
 |
Топлинният акумулатор включва корпус 1 с топлоизолация 2, вътре в който има твърд материал за съхранение на топлина 3, който е пореста матрица, като натрошен камък. Топлинният акумулатор има входящ тръбопровод 4 и изходящ тръбопровод 5 под формата на намотки, магнитострикционни вибратори 6, 7, свързани с импулсен ултразвуков генератор 9, и гасители на вибрации 8.
Термоакумулаторът работи по следния начин. Горещата охлаждаща течност се подава към тръбопровода 4 и, преминавайки през него, отдава топлина на материала за съхранение на топлина 3. Тъй като е твърдо свързан (на молекулярно ниво чрез електрическо заваряване) с тръбопроводи 4, в последния възникват ултразвукови трептения с честотен спектър от 21,3 kHz и амплитуда на трептене от 0,1 mm, които ефективно нарушават ламинарния слой, превръщайки го в турбулентен, което значително увеличавапроцес на топлопредаване и съответно скоростта на зареждане на батерията.
По същия начин процесът на разреждане на батерията.
Студената охлаждаща течност се подава през тръбопровода 5 към долната част на топлинния акумулатор и, преминавайки през него, отнема топлина от топлоакумулиращия материал 3. В същото време се включва магнитострикционният вибратор 7 и след това процесът протича по същия начин, както при зареждането на топлинния акумулатор.
За да се избегне разпространението на вибрации върху тялото 1 на топлинния акумулатор, в местата, където захранващите тръбопроводи 4 и 5 влизат в него, са монтирани виброгасители 8 от вакуумна гума.
Честотата и амплитудата на трептенията на магнитострикционните вибратори 6 и 7 са експериментално установени и са практически оптимални за всички видове и геометрични размери на топлинни акумулатори.
Предложеният метод може да се използва и в различни топлообменници за подобряване на процеса на пренос на топлина чрез подобряване на конвективния пренос на топлина.
ИСК
Топлинен акумулатор, съдържащ корпус с изолация и твърд топлоакумулиращ материал, вътре в който има входни и изходящи тръбопроводи под формата на намотки, характеризиращ се с това, че е оборудван с магнитострикционни вибратори с честотен спектър 21,3 kHz и амплитуда на трептене 0,1 mm, чиито вълноводи са фиксирани върху споменатите тръбопроводи преди влизане в акумулатора.
нагоре