增进加热面与沸腾液体间热传递效率的装置制造方法及图纸

为增进加热面与沸腾液体间的热传递效率，本发明专利技术使用如下的特殊装置及方法：以金属或非金属物覆盖于加热面上，其间保持适当的距离，当液体沸腾时，蒸气气泡能在此空隙内紧沿加热面向上移动至开口逸出，以增加加热面上液体及气泡的搅动，从而提高其热传递效率。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提高加热面与沸腾液体间热传递效率的装置。适用于泡核沸腾区(NucleateBoilingRegime)热传递的改善。在现代工业中常在热交换器中使用沸腾传递，例如在冷冻或空调系统中的蒸发器，蒸馏工业的蒸发部分，热管的蒸发部分，或其他与沸腾有关的热传递工业的热交换器等，沸腾热传递本来就是一种高效率热传递方式，本专利技术为使此种热传递方式效率更进一步提高，用覆盖物引导蒸气沿加热面上升，以增加加热面上液体的搅动，从而达到提高其热传递效率的目的。提高沸腾传递效率的方法，如美国宾州州立大学教授Dr.RalphL.Webb刊载于“HeatTransferEngineering，Vol.2，Nos.3-4，1981，PP.46-69”的一篇论文，题目为“TheEvolutionofEnhancedSurfaceGeometriesforNucleateBoiling”，依该论文所述，以往采用的方法大多数是设法在加热面上制造更多小洞穴(Cavities)，即所谓泡核位置(NucleateSites)，使加热面更容易产生蒸气气泡，以增加液体在加热面上的泡核沸腾，从而增进沸腾热传递的效率，兹举例如下(1)在加热面上覆盖多孔性物质，以形成更多的泡核位置，如美国第4，074，753号专利，名为HeatTransferinPoolBoiling，及美国第3，990，862号专利，名为LiquidHeatExchangerinterfaceandmethod等。(2)在加热面上以机械加工等方法做成很多小洞穴，以形成更多的泡核位置。如美国第3，696，861号专利，名为HeatTransferSurfaceHavingaHighBoilingHeatTransferCoefficient及美国第4，159，739号专利，名为HeatTransferSurfaceandMethodofmanufacture等。如上所述各种现有技术，都是通过制造更多泡核位置于加热面上，来增进其热传递效率。虽然上述技术各有其效果，但其缺点是这些现有技术的加工并不容易，尤其是当加热面为较小管径的内表面时更不容易。本专利技术的第一目的是采用引道蒸气气泡紧贴加热面上升，通过增强加热面上液体及气泡的搅动作用，使加热面与沸腾液体间的热传递效率进一步提高。本专利技术的第二目的是，针对如上所述现有技术的缺点，设法使本专利技术能更容易地使用。尤其适用于加热面为管的内表面的情况。沸腾液体交换器的加热壁，通常都采用较佳导热性(K)材料，设基壁厚(△X)为通常适当厚度，则加热壁内的热传递系数(K/△X)通常比其加热面的热传递系数(h)大很多倍。因此，如能改善其加热面的热传递系数(h)，即能对整体热传递效果有很大益处。本专利技术即在设法提高上述系数(h)。本专利技术为提高沸腾液体在加热面上的热传递系数(h)，以金属或非金属覆盖于加热面上，其间保持适当的距离作为蒸气通道，当液体沸腾时，蒸气气泡能在此通道内紧沿加热面向上移动至开口逸出，以增加加热面上液体及气泡的搅动，从而提高加热面与沸腾液体间的热传递效率。为使蒸气泡能不受约束地(unrestricted)通过开口逸出，上述开口的面积要大于覆盖物与加热面之间的通道断面积。其关系以下列公式表示d>S·L]]>在上式中d为开口的“有效直径”。在此，所谓“有效直径”的定义为以能通过该开口的最大圆球的直径当作该开口的“有效直径”。S为加热面与覆盖物之间的距离。L为两相邻开口的中心距离。上述覆盖物的厚度不限，且只要其面向加热面的一面能与加热面基本平行，另一面的形状也不限。不透性(Impervious)或可透性(Pervious)金属或非金属材料皆可用作覆盖物。如为可透性材料，如编织而成的筛网或布，或有孔的薄片，或其他的细孔材料等，其孔的直径或净宽要小于1.0mm。上述覆盖物的开口要设于蒸气通道的较高位置，如果通道较长，可在最高开口的下方增设开口。以隔开装置保持加热面与覆盖物的距离，隔开装置包括如下几种(1)从覆盖面的面上，或从加热面上制成分散的点状凸出。(2)从覆盖物之面上，或从加热面上制成长条凸出，长条凸出的方向要尽量使蒸汽上升有效大的仰角。(3)在薄片覆盖物上，以压或刺等方法使覆盖物成点状凸出。(4)在薄片覆盖物上，以压等方法使覆盖物成长条凸出。(5)以长条形或点状垫物附着或固定于覆盖物面上或加热面上。(6)以螺栓等方法将覆盖物以适当的距离固定于加热面上。上述隔开装置的作用是保持两面之间距离，因此，(1)至(5)项所述的隔开装置的端部不必与所对的面紧密接合或全部接触，或接合成一体。附图说明图1至5为本专利技术的覆盖物与加热面，沿气泡上升的纵断面示意图。其中图1及图2为弧形断面，图3为倾斜断面，图4为垂直断面。图5为水平断面与斜面相连。图6至9表示本专利技术将加热面或覆盖物做成分散点状凸出，以隔开加热面与覆盖物。图10表示本专利技术在加热面或覆盖物的面上放置小颗粒作为垫物，以隔开加热面与覆盖物。图11、11a、12、13及14表示在加热面或覆盖物的面上制出长条形凸出，以隔开加热面与覆盖物。图15及15a表示在加热面或覆盖物的面上放置长条形垫物，以隔开加热面与覆盖物。图16、17、18、19、19a、20、21、21a及21b表示将薄片刺成或压成分散点状凸出及长条凸出，以隔开加热面与覆盖物。图22表示以螺旋扣件隔开加热面与覆盖物。图23及24表示在管内的加热面设置本专利技术的覆盖物的一种情形。图25、26及27表示在管内的加热面设置本专利技术的覆盖物的另一种情形。图28及29表示在管外的加热面，按照本专利技术用线或绳缠绕于管外，以隔开加热面与覆盖物。图30表示在管外的加热面上或在覆盖物的面上，按照本专利技术做成分散点状凸出的安装情形。图31及32表示本专利技术的覆盖物分成多片分段设置于水平管的情形。图33及34表示本专利技术的覆盖物分成多片分段设置于垂直管的情形。本专利技术的较佳实施例分别在图1、图2、图3、图4及图5中予以说明，依照本专利技术，提高热传导效率的装置采用了各种形式的加热面，比如凹形面、凸形面、斜形面、垂直形面或彼此对应的组合形状。该装置包含有一加热面(1)，它是一加热壁面，以及一紧邻加热面(1)排列的覆盖物(2)。其覆盖物(2)大体上与加热面(1)保持大致平行的间隔，在加热面(1)与覆盖物(2)之间形成向上延伸的通道(3)，使蒸气气泡能紧沿加热面顺着通道(3)向上移动。而在通道(3)内的气泡可在覆盖物(2)的开口(5)逸出。如图所示的覆盖物(2)是平板状，仅用以说明并非以此自限，它可为任意紧沿加热面(1)延伸并于其形成有通道(3)的形状。覆盖物(2)与加热面(1)间的间距可随通过加热面的热通量变化而变化，其范围约为0.05mm至10mm之间，而更佳的间距则是0.1mm至5mm的范围。为使覆盖物(2)与加热面(1)保持适当间距，在它们间设置了隔开装置(6)。该隔开装置可为任意的形式，并可将覆盖物(2)与加热面(1)间的间隙分隔成多个向上延伸的通道(3)，其详细内容将在下文中再分析说明。如果通道(3)的长度较短，开口(5)就应设于通道(3)的最上方位置。如果通道(3)的长度较长，则应在最上方开口位置的下方沿通道(3)的方向加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增进加热面与沸腾液体间热传递效率的装置，其特征在于，包括：一具有一加热面的加热壁；一覆盖物，该覆盖物为一单片层，该单片层设置于加热面之上并与加热面分离，便于蒸气沿着加热面流动，该覆盖物设有开口以利蒸气逸出，而该开口装置的有效直径 大于加热面与覆盖物之间的平均距离；及一隔开装置，该隔开装置设置在加热面与覆盖物之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：林邦彦，
申请(专利权)人：林邦彦，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]