Авторы

Исследование коротких низкотемпературных тепловых труб. Часть 1. Экспериментальные и численные исследования

УДК 536.248.2; 532.574.2.

Исследование коротких низкотемпературных тепловых труб. Часть 1. Экспериментальные и численные исследования

Серяков А. В.

Аннотация
Представлены результаты исследований коэффициента теплопередачи и вихревых пульсационных течений в паровом канале, выполненном в виде сопла, близкого к соплу Лаваля, коротких низкотемпературных тепловых труб. В охлаждаемых плоских верхних крышках тепловых труб установлены емкостные датчики конденсации, на которые от внешнего генератора подавали электромагнитные импульсы. При нагревании испарителя тепловой трубы, начиная с некоторого порогового значения тепловой мощности, электромагнитные импульсы оказываются модулированными. Этот факт связывают с возникновением кипения в пористом испарителе и образованием большого количества пара над ним, что приводит к резкому повышению давления над испарителем и прекращению кипения в нем, что проявляется в виде возникновения пульсаций давления в паровом канале. Измерены частоты пульсаций и их зависимость от величины перегрева испарителя. Обнаружено, что частоты пульсаций больше и возникают они при меньших величинах перегрева испарителя в тепловых трубах с паровым каналом, выполненном в виде сопла, близкого к соплу Лаваля, по сравнению тепловыми трубами со стандартным цилиндрическим паровым каналом при равных габаритных размерах.

Ключевые слова: низкотемпературные тепловые трубы, сопло Лаваля, емкостный датчик конденсации.

Список литературы

1. Akachi H. Structure of Heat Pipe.US patent 1990. № 4921041.

2. Tong B.Y., Wong T.N., Ooi K.T. Closed-loop pulsating heat pipe. Applied Thermal Engineering. 2001. vol. 21, No 18, pp. 1845-1862.

3. Naik R., Varadarajan V., Pundarika G. and Narasimha K. R. Experimental Investigation and Performance Evaluation of a Closed Loop Pulsating Heat Pipe.Journal of Applied Fluid Mechanics. 2013. Vol. 6, No. 2, pp. 267-275.

4. Gupta, A.K., Lilley, D.G., and Syred, N., Swirl Flows, Abacus Press, Kent, England. 1984. 588p.

5. Патент № 2431101 RF, F 28D 15/00/ Способ заполнения тепловых труб. Серяков А.В. Опубликовано 10. 10. 2011. Бюллетень 28. [Patent № 2431101 RF, F 28D 15/00/ Method of filling of thermal pipes. A.V. Seryakov. 2011. Bulletin 28. (in Russian)]

6. Серяков А.В., Конькин А.В., Белоусов В.К. Применение струйного парового сопла в тепловых трубах среднетемпературного диапазона // Вестник сибирского государственного аэрокосмического университета. 2012. Выпуск 1(41), с. 142-147. [Seryakov A.V., Konkin A.V., Belousov V.K. Application of a jet steam nozzle in thermal pipes of the medium temperature range. Vestnik Sibirskogo Gosudarstvennogo Aerokosmicheskogo Universiteta.2012. Vol. 1(41), p.142-147. (in Russian)]

7. Seryakov A.V. Velocity measurements in the vapour channel of low temperature range heat pipes. International Journal of Engineering Research & Technology. 2013, vol. 2, No 8, p. 1595-1603.

8. Petersen G.P. An Introduction to Heat Pipes. Modeling, Testing and Applications. New York.: JohnWiley and Sons, Inc. 1994. 356 p.

9. Серяков А.В., Павлов А.А., Михайлов Ю.Е., Белоусов В.К. Пульсационные течения в паровом канале тепловых труб // Решетневские чтения. Материалы XVII Международной научной конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева. 2013.Часть 1. с. 93-96. [Seryakov A.V, Pavlov A.A., Michailov Y.E., Belousov V.K. The pulsation currents in the steam channel of thermal pipes. Materials XVII of the International scientific conference. Krasnoyarsk. 2013. Part 1. p. 93-96. (in Russian)]

10. Seryakov A.V. Pulsation flow in the vapour channel of low temperature range heat pipes. Direct Research Journal of Engineering and Information Technology. 2014, vol. 2(1), p. 1-10.

11. Варгафтик Н.Б. //Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М., 1963. 708 с. [Vargaftic N.B. The reference manual on heatphysical properties of gases and liquids. Moscow. 1963. 708 p. (in Russian)]

12. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. И.К. Кикоина.– Атомиздат, 1976. 1008 с. [Kikoin I.K. Tables of physical quantities. Reference manual. 1976. 1008 p. (in Russian)]

13. Сухих А.А., Закопырин М.А., Утенков В.Ф. Экспериментальное исследование плотности бинарных смесей хладагентов R23-HFE 347 mcc и разработка локального многоконстантного уравнения состояния вириального типа // Вестник Международной академии холода. 2009. № 1. с. 16-21. [Sukhikh A.A., Zakopyrin M.A., Utenkov V.F. Experimental investigation of density of binary mixtures of refrigerants R23-HFE 347 tss and development of local multi-constant equation of state of virial type. VestnikMezhdunarodnoi Akademii Kholoda. 2009. No 1. p. 16-21. (in Russian)]

14. Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Демина Л.Ю. Единое уравнение состояния R717, учитывающее особенности критической области // Вестник Международной академии холода. 2009. № 4. с. 29-32. [Rykov S.V., Kudryavtseva I.V., Demina L.U. A universal equation of state for R717 allowing for features of the critical area. Vestnik Mezhdunarodnoi AkademiiKholoda. 2009. No 1. p. 29-32. (in Russian)]

15. Сухих А.А., Закопырин М.А., Джураева Е.В. Экспериментальное исследование плотности бинарных смесей фторэфира HFE347 mcc с хладоном R218 и разработка многоконстантного уравнения состояния вириального типа // Вестник Международной академии холода. 2010. № 1. с. 9-15. [Suhih A.A., Zakopirin M.A., Djuraeva E.V. Experimental research of density of binary mixes HFE347mcc with refrigerant R218 and development the multiconstant equation of a condition virial type. Vestnik Mezhdunarodnoi Akademii Kholoda. 2010. No 1. p. 9-15. (in Russian)]

16. Lee R., Reges J., Almenas K. Size and number density change of droplet populations above front during reflood. International Journal of Heat and Mass Transfer. 1984. v. 27. No 4. p. 573-585.

Читать статью полностью