[其他]核態沸騰用帶氟涂層的小溫差換熱器

無效

• 申請號: 85201462
• 申請日: 1985-05-18
• 公開（公告）號: CN85201462U
• 公開（公告）日: 1986-05-14
• 發明（設計）人: 邊紹雄
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28F13/18
• 分類號: F28F13/18;F28F9/02;F28D7/10;F28D9/00
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 汪人和

本實用新型屬：換熱器

在傳熱工程中，換熱器的傳熱表面的溫度通常要比液體的飽和沸騰溫度高，尤其是池式蒸發時，傳熱表面的溫度較沸騰溫度高十余攝氏度甚至幾十攝氏度（隨不同的蒸發液體而不同）。由于液體的飽和沸騰溫度是與壓力相對應的，而冷熱流體間的溫差，在沸騰時通常是由壓力差來保證的，因此溫差愈大，意味著二者的壓力差愈大，裝置的能量消耗也就愈大。而在一些專用的固體電路裝置內，由于對溫升的影響特別敏感，不得不采用強制沸騰，增大了裝置的體積、重量和能量消耗。有的由于體積和重量的限制不得不改變電路裝置。

現有的用于核態沸騰的強化傳熱表面如高熱流（High????flux）傳熱面以及高效傳熱面（Thermoexcell）等用在氟里昂——113的池式核態沸騰時，在開始沸騰階段均存在著溫度脈沖（即在開始沸騰時，傳熱面的表面溫度要比液體的飽和溫度高達十余攝氏度）。因而用于小溫差的傳熱裝置時，則顯然是不利的。

有關本技術領域的文獻有美國專利：第3457990號1969年7月29日。

其他技術文件還有：

“機械加工表面多孔管的敞口池中沸騰傳熱試驗”，工程熱物理學報第三卷，第三號，1982年，242～248頁。

“電介質液體在強化傳熱表面上核態沸騰傳熱”P.J.馬爾托和小V.J.樂培爾，美國海軍研究院機械工程系，加州蒙大略，1982年。

本實用新型的目的是提出一種用于強化核態沸騰傳熱，而在沸騰開始階段基本上沒有溫度脈沖，確實能用于小溫差傳熱具有高效傳熱表面的換熱器及其適用于本換熱器的技術方案。

本發明是在鋁或銅質傳熱表面上進行機械加工，擠切出縱槽和橫槽，然后在有許多縱橫槽的表面上涂敷氟涂層，經熱處理后，表面上就形成多孔的氟涂層，沸騰液體潤濕有氟涂層的傳熱表面的性能就大大下降，故而在傳熱表面上形成許多小孔穴，這些小孔穴為汽泡的核。在傳熱時，眾多的汽泡在孔穴處生成，使傳熱表面的溫度與沸騰液體的溫度差就大大減小。例如采用氟里昂——113作為沸騰液體時，當二者的溫差僅為0.9℃時，傳熱表面上就開始有汽泡發生。與此同時，在溫差幾乎保持不變的情況下，熱流密度可以成倍增長。

具有多孔氟涂層傳熱表面構件的傳熱板制成的換熱器，其傳熱表面與沸騰液體間的溫差大大小于通常換熱器傳熱表面與沸騰液體間的溫差。而小溫差的傳熱（溫差小于1℃）意味著傳熱效率的提高，裝置能量消耗的降低。此外由于具有該種構件裝置的換熱器的單位面積的傳熱數量較普通的換熱器要高3到18倍（不同的沸騰液體提高的倍數不等），因而可以節約傳熱表面，減少換熱器的金屬消耗，降低換熱器的重量和成本。

本發明的具體構造和技術方案由以下實施例和附圖給出：

圖1是多孔板式換熱器的橫剖面圖。

圖2是多孔管式換熱器的橫剖面圖。

圖中（1）為底板，（2）為下側板，（3）為下多孔傳熱板，（4）為焊接縫，（5）為上多孔傳熱板，（6）為上側板，（7）為頂板，（8）為多孔表面，（9）為氟涂層薄膜，（10）為液氧通道，（11）為氣氮通道，（12）為管式換熱器的多孔傳熱管，（13）為肋片。

如為板式換熱器，將未加工的傳熱板（可選用鋁板或銅板沖壓成形，與底板（1），下側板（2）和肋片（13）組成下部件；同樣，將另一塊未加工的傳熱板（也選用鋁板或銅板）沖壓成形，與頂板（7），上側板（6）和肋片（13）組合成上部件。傳熱板（3）（5）相應地與底板（1），頂板（7）之間是用肋片（13）支撐和加固后，對傳熱板（3）（5）的另一個表面進行機械加工，擠切出有許多縱槽與橫槽的表面?？v槽的深度為0.15～0.32毫米，其間隔為0.15～0.32毫米；橫槽的深度約為0.15～0.32毫米，其間隔亦為0.15～0.32毫米。加工過的表面用乙醚去除油脂后噴涂聚四氟乙烯涂液，經熱處理后形成一層氟薄。然后將上下兩部件沿圖1的焊縫（4）處焊接起來，即成為多孔板式換熱器的一個通道，多組通道焊接并合在一起即成為換熱器。

如為管式換熱器，則可將光管（選用鋁管或銅管）截成所需的長度，然后在表面上用刀具在車床上擠切出螺旋形的縱槽，槽深為0.15～0.32毫米，槽的間隔約為0.15～0.32毫米，由此可確定擠切時的螺旋角。然后將刀架沿車床光桿移動，而管子不動，擠切出近似的橫槽，槽深為0.15～0.32毫米，槽距由車床尾架上的分度頭控制。加工后的傳熱管，表面也用乙醚清洗去除油污后，噴涂聚四氟乙烯涂層，經熱處理后形成多孔薄膜，即可裝配成多孔管式換熱器。

傳熱板（3）（5）或傳熱管（12）表面上所涂的薄膜的技術方案是采用聚四氟乙烯涂液噴涂在表面上經熱處理后而獲得的。