Введение к работе
Актуальность темы. Эффективным способом терморегулирования и гредачи тепловой оперши является применение двухфазных теплопе-?дающих систем (ДФТС) с капиллярными насосами (КН) известных гкже, как тепловые трубы (ТТ). Сложились две конструктивные схемы Т: классическая и контурная. В классических ТТ капиллярная струк-ура (КС), выполняющая функцию КН, расположена по всей длине кор-уса ТТ, а в контурных ТТ (КТТ) КС локализована в зоне испарения, нтерес к таким теплопередающим устройствам вызван как возможно-гью их применения в новой технике, так и принципами интенсификации еплообмена при фазовых переходах, реализованными в КС.
Проблема интенсификации тепло- п массопереноса в ТТ неразрывно $язана с широким спектром физических процессов, происходящих в сте-іенньгх условиях порового пространства КС, важнейшими из которых зляются капиллярный транспорт жидкости и интенсивное парообра-эвание. Существенно повысить интенсивность этих процессов и, тем шым, увеличить тепло транспортную способность (ТС) теплопереда-щих систем возможно применением анизотропных КС пли использо-шием новых КС. улучшающих гидравлическую и тепловую проводп-ость порового пространства. В этой связи, перспективными являются эристые материалы суспензионного формирования, в частности, вы-жопористые ячеистые материалы (ВПЯМ), разработанные в Респу-шканском инженерно-технологическом центре порошковой металлурга (РИТЦ ПМ) г. Перми. Однако, отсутствие экспериментальных даних и обоснованных методик расчета комплекса свойств, оказывающих аределяющее влияние на интенсификацию тепломассопереноса в КС, также отсутствие критериев для анализа двух схем ТТ затрудняют еленаправленное применение пористых материалов в теплопередающих ;тройствах.
Цель работы. Экспериментальное и теоретическое изучение процесів тепломассопереноса в КС, в том числе, применительно к ДФТС с Е. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:
разработать модель для гидродинамического анализа ДФТС с КН, :тановить критерии эффективности двух схем ТТ;
на основе гидродинамического анализа, разработать модель тепло-ассопереноса в анизотропных КС контурных ТТ;
экспериментально исследовать транспортные, тсплофизические, проч-остные свойства, а также закономерности теплообмена при фазовых
>
преврашеннях в новых КС с.успензионного формирования;
- разработать конструкции и провести исследования классических ТІ с КС суспензионного формирования, а также применить их в конкретны: технических устройствах.
Научная новизна. Предложена новая модель для анализа ТС ТТ в за висимости от типа, свойств КС н условий внешних воздействий на ТТ Сформулирована физическая п математическая модели оптимизации по рового пространства КС КТТ. Впервые проведены экспериментальны исследования транспортных, прочностных и теплофнзических свойст: новых пористых материалов суспензионного формирования, а также ис следован теплообмен при фазовом переходе в них.
Практическая ценность. Результаты анализа ТС ТТ позволяют оце нить эффективность применения классической и контурной схем ТТ п величине капиллярного давления КС или внешнего, относительно КС гидравлического сопротивления. Впервые теоретически и эксперимеЕ тально показана возможность использования КТТ для инверсии тепле вого потока. Разработаны конструкции цилиндрических и плоских т дных ТТ с КС суспензионного формирования. Результаты исследовани использованы при разработке систем обеспечения тепловых режимо конкретных технических устройств и технологических режимов.
Автор защищает: 1) модель для анализа ТС ТТ. 2) Модель опта мизации порового пространства КС КТТ. 3) Результаты зкеперимеї тального исследования транспортных, прочностных и теплофизически свойств новых КС суспензионного формирования. 4) Конструкции и pt зультаты исследования цилиндрических и плоских медных классически ТТ с КС суспензионного формирования.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследов< ний докладывались и обсуждались на межреспубликанских совещания "Тепловые трубы" (Саратов, 1988, Москва, 1989, Екатеринбург, 199! Минск, 1993), на 1 Российской национальной конференции по теплоо( мену (Москва, 1994), на Международных конференциях по тепловым тр] бам (Китай, 1992, США, 1995), на 4 Международном симпозиуме по ті пяовым трубам (Япония, 1994), на Национальной конференции США е тепломассообмену (США, 1995), на 3 Международном форуме по теши массообмену (Минск, 1996).
Публикации. Основное содержание изложено в 14 статьях и доклада: при выполнении работы получено авторское свидетельство на изобрет ние.
Объем п структура работы. Работа состоит на введення, четырех ian, заключения н приложения. Работа содержит 156 страниц, в том нсле, в основном тексте - 149 страниц, включая 66 рисунков, 11 таблиц, приложении - 8 страниц, 21 рисунок. Список используемой литературы остоит из 162 наименований.