[发明专利]一种具有梯度毛细吸液芯的珠状凝结强化冷凝管

摘要

本发明公开了属于换热器技术领域的一种具有梯度毛细吸液芯的珠状凝结强化冷凝管。该强化冷凝管由冷凝外管和梯度毛细吸液芯组成；蒸汽在经过氟化处理的冷凝外管内壁上发生高效珠状凝结；梯度毛细吸液芯的孔隙分布为从内到外逐渐增大的梯度结构，其中心孔的孔隙最小，最外侧孔的孔隙最大；蒸汽在该梯度多孔结构的整个体积内部也发生冷凝，并且其梯度孔隙结构对凝结液产生从外侧向中心的抽吸作用，将吸液芯外表面的凝结液向其内部抽吸，减小了凝结液在冷凝管上滞留导致的传热热阻；本发明的冷凝管具有结构简单、传热效率高、可靠性高的优点，可广泛应用于电力、化工、供暖、制冷及余热利用等领域。

主权项

一种具有梯度毛细吸液芯的珠状凝结强化冷凝管，其特征在于，由冷凝外管和梯度毛细吸液芯组成；该冷凝外管的疏水性内壁面与所述亲水性梯度毛细吸液芯的整个外表面紧密接触，以使接触热阻尽可能小；梯度毛细吸液芯的孔隙分布为从内到外逐渐增大的梯度结构，在其垂直流动方向的截面上，其中心孔的孔隙最小，最外侧孔的孔隙最大，从而形成从中心到外侧孔隙逐渐增大的梯度多孔结构，并且最外侧孔隙大小需满足其中σ为气液界面张力，ρ_G和ρ_L分别是蒸汽和其凝结液的密度，g为重力加速度；该梯度结构对凝结液产生从外向内的抽吸作用，将吸液芯外表面的凝结液向其内部抽吸；在所述吸液芯整个体积内凝结的液体也由于梯度结构产生的抽吸作用被聚集到所述吸液芯中心；当蒸汽进入该强化冷凝管时，在所述冷凝外管的疏水性内壁上发生表面珠状凝结；同时，由于所述梯度毛细吸液芯与所述冷凝外管的疏水性内壁面紧密接触，导热效应使得所述梯度毛细吸液芯内部产生由中心到其外表面温度逐渐降低的梯度分布，并且所述梯度毛细吸液芯内部各处的温度均小于蒸汽温度，使得蒸汽在整个梯度毛细吸液芯内部也发生凝结，因此，所述冷凝外管内壁表面上的高效珠状凝结与管内梯度毛细吸液芯体积内的凝结相耦合，提高了冷凝传热的换热系数。