Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Экспериментальное исследование режимов работы плоской контурной тепловой трубы

https://doi.org/10.24108/0119.0001448

Полный текст:

Аннотация

В статье представлено исследование режимов работы плоской контурной тепловой трубы (КТТ). КТТ – эффективное теплопередающее устройство, работающее по принципу испарительно-конденсационного цикла и успешно применяемое в космической технике, в том числе для охлаждения теплонапряженных компонентов электронных приборов и компьютерной техники.

Авторами проведено экспериментальное исследование влияния конструктивных параметров паропровода и течения теплоносителя в нем на режим работы КТТ. Экспериментально определены причины возникновения колебательного режима работы КТТ при низких тепловых мощностях. Приведены экспериментально полученные поля температур в характерных точках КТТ и фотографии течения теплоносителя в паропроводе.

На основании полученных экспериментальных данных авторы статьи делают следующие выводы:

  1. Обнаружено парожидкостное течение теплоносителя в паропроводе в рассматриваемом диапазоне тепловых нагрузок, перегрева пара не наблюдается.
  2. Режим течения парожидкостной смеси зависит как от тепловой нагрузки, так и от диаметра паропровода. Уменьшение внутреннего диаметра исследуемого участка паропровода с 7 мм до 4 мм привело к увеличению паросодержания в нем и к снижению температуры поверхности нагрева при тепловых нагрузках выше 80 Вт. Так например, температура поверхности нагрева T1 уменьшилась с 109,5 °С до 100 °С при тепловой мощности 110 Вт. Уменьшение тепловой нагрузки с 80 Вт до 60 Вт приводит к смене режима течения пароводяной смеси от кольцевого до снарядного.
  3. Получено, что при низких тепловых нагрузках (до 40 Вт) не наблюдается работа контура КТТ. Обнаружены периодические колебания уровня воды в паропроводе, КТТ работает в режиме термосифона. Для данных тепловых мощностей влияние диаметра паропровода на тепловое состояние КТТ не наблюдается.
  4. Обнаружено, что режим работы КТТ при низких тепловых мощностях зависит только от режима течения теплоносителя в паропроводе. При кольцевом режиме течения теплоносителя в паропроводе наблюдается стационарный режим работы КТТ. При изменении режима течения теплоносителя с кольцевого на снарядный наблюдается смена режима работы КТТ со стационарного на колебательный.

Об авторах

А. В. Недайвозов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия
Недайвозов Алексей Викторович


В. Н. Афанасьев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия
Афанасьев Валерий Никанорович


Список литературы

1. Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы: пер. с англ. М.: Энергия, 1979. 271 с. [Dunn P.D., Reay D.A. Heat pipes. Oxf.; N.Y.: Pergamon Press, 1976. 299 p.].

2. Майданик Ю.Ф. Достижения и перспективы развития контурных тепловых труб // 4-я Российская национальная конф. по тепломассообмену: РНКТ-4 (Москва, 23-27 октября 2006 г.): Труды. Т. 1: Пленарные и общие доклады. Доклады на круглых столах. М.: МЭИ, 2006. С. 84-92.

3. Майданик Ю.Ф. Контурные тепловые трубы и двухфазные теплопередающие контуры с капиллярной прокачкой: дис. … докт. техн. наук. М., 1993. 47 с.

4. Yakomaskin A.A., Afanasiev V.N., Zubkov N.N., Morskoy D.N. Investigation of heat transfer in evaporator of microchannel loop heat pipe // Trans. of the ASME. J. of Heat Transfer. 2013. Vol. 135. No. 10. Pp. 101006-101006-7. DOI: 10.1115/1.4024502

5. Майданик Ю.Ф. Контурные тепловые трубы – высокоэффективные теплопередающие устройства // Инновации. 2003. № 5 (62). С. 83–86.

6. Randeep Singh, Aliakbar Akbarzadeh, Masataka Mochizuki. Thermal potential of flat evaporator miniature loop heat pipes for notebook cooling // IEEE Trans. on Components and Packaging Technologies. 2010. Vol. 33. No. 1. Pp. 32–45. DOI: 10.1109/TCAPT.2009.2031875

7. Vasiliev L.L. Micro and miniature heat pipes - Electronic component coolers // Applied Thermal Engineering. 2008. Vol. 28. No. 4. Pp. 266-273. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2006.02.023

8. Судаков Р.Г. Исследование нестационарных и колебательных режимов работы контурных тепловых труб: дис. … канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург, 2004. 100 с.

9. Po-Ya Abel Chuang, Cimbala J.M., Brenizer J.S. Experimental and analytical study of a loop heat pipe at a positive elevation using neutron radiography // Intern. J. of Thermal Sciences. 2014. Vol. 77. Pp. 84–95. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2013.10.010

10. Афанасьев В.Н., Недайвозов А.В., Якомаскин А.А. Экспериментальное исследование процессов в "контурных" тепловых трубах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2014. № 2(95). С. 44-61.

11. Афанасьев В.Н., Недайвозов А.В. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик контурной тепловой трубы с открытой компенсационной полостью // Наука и образование: МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 11. С. 38-54. DOI: 10.7463/1116.0849572

12. Кутепов А.М., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. 2-е изд. М.: Высш. шк., 1983. 447 с.


Для цитирования:


Недайвозов А.В., Афанасьев В.Н. Экспериментальное исследование режимов работы плоской контурной тепловой трубы. Машиностроение и компьютерные технологии. 2019;(1):1-12. https://doi.org/10.24108/0119.0001448

For citation:


Nedaivozov A.V., Afanasiev V.N. Experimental Investigation of the Operation Modes of a Flat Loop Heat Pipe. Mechanical Engineering and Computer Science. 2019;(1):1-12. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/0119.0001448

Просмотров: 45


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)