автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Моделирование двухфазных контуров теплопереноса со струйными элементами

РГб од

] ЦСОДЕССКШ ИНСТИТУТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТЕХНИКИ И ЭНЕРГЕТИКИ

На правах рукописи ТЕНЯКОВ ИГОРЬ' ЭДУАРДОВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХФАЗНЫХ КОНТУРОВ ТЕШЮПЕРЕНОСА СО СТРУЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Специальность 05.14.05-теоретические основы теплотехники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Одесса - 1993г.

Работа выполнена в Харьковском авиационном институте им. Н. Е. Жуковского.

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Горбенко Г.А.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

Защита состоится "23

доктор технических наук, профессор Смирнов Г.Ф.

кандидат техниеских наук, с.н. с, Ботук Ю. С. Институт проблем машиностроения АН Украины

X/

1993г. в И часов на

заседании специализированного совета К.068.27.01 при Одесском институте низкотемпературной техники и энергетики по адресу: 270100, Украина, Одесса, ул.Петра Великого,1/3 - ученый совет ОИНТЭ.

С диссертацией можно ознакомиться^ библиотеке ОИНТЭ. Автореферат разослан '' 23" *_ 1993г.

Ученый секретарь

специализированного совета К. 068.27.01

доктор технических наук,профессор Никульшин Р.К.

'' 2£' £ 19эз г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В системах отвода тепла и термостабилизации технологического оборудования, энергетических установок, биореакторов, приборов, ЭВМ, в системах кондиционирования жилых помещений и терморегулирования космических аппаратов используются контуры теплопереноса. Применение в контурах двухфазного теплоносителя вместо однофазного позволяет существенно снизить расход теплоносителя, уменьшить мощность прокачивающего устройства, увеличить интенсивность теплоотдачи при кипении и конденсации, уменьшать разность температур между источником и стоком тепла, повысить точность термостабилизации объектов. Создание двухфазных контуров теплопереноса СДФЮ целесообразно для объектов с большим тепловыделением (десятки и сотни кВт) и значительным расстоянием теплопереноса С десятки и сотни метров). .

Перспективным направлением является создание термоциркуляционных контуров СТЦК) - пассивных контуров теплопереноса, циркуляция теплоносителя в которых осуществляется за счет реализации прямого термодинамического цикла. Такие контуры не требуют для своего функционирования посторонних источников энергии, обладают высокой автономностью. Для прокачки теплоносителя в ТЦК могут использоваться капиллярные, осмотические, струйные и другие типы насосов, которые не имеют подвижных частей и способны перекачивать насыщенный и слабонедогретый теплоноситель. Это позволяет создавать высокоресурсные, надежные контуры теплопере-носал . *

При разработке ДФК возникают специфические задачи: устранение кавитации прокачивающих устройств, разделение двухфазного потока по параллельным каналам , сепарация фаз , запуск контура из любого, теплового состояния, выбор оптимальных способов и устройств регулирования и др. Необходимо разработать новые многофункциональные узлы, которые существенно расширяют возможности конструирования ДФК различного назначения.

Связь диссертации с указанными научно-техническими задачами определяет ее актуальность.

Цель работы: разработка метода расчета характеристик струйного сепарационного парожидкостного насоса ССПЖЮ как многофункционального элемента контуров с двухфазным теплоносителем; выработка методики, позволяющей моделировать процессы в пассивном струйном разделителе двухфазного потока; экспериментальное

обоснование работоспособности альтернативных схем контуров теплопереноса со струйным сеяарационным насосом и инжектором-конденсатором СИЮ; расчетно-теоретическое обоснование работоспособности и эффективности перспективных схем контуров со струйными насосами для биотехнологической установки и системы терморегулирования ССТРЭ космического аппарата СКА).

В ходе выполнения работы автором получены следующие новые научные результаты, которые выносятся на защиту:

- экспериментальные данные по исследованию на фреонах струйного сепарационного парохидкостного насоса как многофункционального элемента контуров тэплопареноса; методика расчета напорных и тепломассйобменных характеристик насоса;

- методика математического и физического моделирования пассивного струйного разделителя двухфазного потока, результаты его э ксперикикгального исследования;

- опытные характеристики контуров теплопереноса со струйным сепарациойным насосом на фреоне-114 и инжектором - конденсатором на смеси фреон-113+ТЕМП; результаты их . сравнительного анализа с расчетно-теоретическими данными;

- математические модели перспективных схем контуров тепло-переноса со струйным сепарационным парокидкостным насосом для системы терморегулирования космического аппарата и системы термостабилизации биотехнологической установки; рекомендации по составу и компоновке, работоспособности, геометрии регулирующего органа. , - *'

Научное положение. Струйные элементы- струйний сепарацион-ный насос, инжектор-конденсатор, струйный разделитель двухфазного потока могут использоваться как многофункциональные узлы двухфазных контуров теплопереноса, .расширяющие возможность синтеза новых схем. Определенные экспериментальными и расчетно-теоретическими методами характеристики струйных элементов и контуров показывают целесообразность установки этих элементов в контуры теплопереноса систем терморегулирования. При этом расширяется диапазон работоспособности контуров, появляется возможность пассивного терморегулирования объектов, повышается надежность функционирования контуров на предельных тепловых нагрузках.

Практическая ценность и реализация результатов. На основе собственных экспериментальных исследований СП1Н на фреонах доработана математическая модель струйного сепарационного насоса,

что позволяет достоверно рассчитывать его напорные и тепломас-сообменяые характеристики. Математическая модель насоса интегрирована в математическую модель контура, апробирована при сопоставлении расчетных и экспериментальных характеристик контуров со струйными насосами. В ходе экспериментов с контурами на фреонах получены рекомендации по их регулированию и улучшении характеристик. Эти результаты позволили прогнозировать эффективность применения термоциркуляционных контуров со струйным с.епарационным насосом для термостабилизации космической станции и биотехнологической установки.

Автором предложена конструкция струйного пассивного разделителя двухфазного потока, методика его физического и математического моделирования. Разделитель целесообразно устанавливать-в местах ветвления двухфазного потока перед сетью параллельных теплообменников: испарителей или конденсаторов.

Методики, математические модели, рекомендации по использованию струйных насосов, разделителя и термоциркуляционных контуров использованы при проектировании систем терморегулирования космических станций УКП и МИР-2 в НПО "Энергия" им.С. П.Королева, при разработке технических предложений по термостабилизации биотехнологической установки для высокотемпературной переработки стоков животноводства и птицеводства.

Достоверность и обоснованность предложенных в работе математических моделей, методик, рекомендаций подтверждается построением математических моделей на основе фундаментальных законов сохранения, сопоставлением расчетных результатов с собственными опытными данными по работе СПЖН, ТЦК и разделителя потока на рабочих телах воздух - вода, фреон-113, фреон-114, смеси фреона и антифриза.

По теме диссертации опубликовано 4 печатных труда. Результаты работы использованы при написании 5 научно - технических отчетов и монографии?

Основные научные и прикладные результаты работы прошли апробацию на 8-й Всесоюзной конференции "Двухфазный поток в

* - Никонов A.A. , Горбенко Г. А. , Блинков В.Н. Теплообменные контуры с двухфазным теплоносителем для систем терморегулирования космических аппаратов.-М.:Центр НТИ "Поиск". Сер.: Ракетно-космическая техника, машиностроение, 1991. - 302с.

энергетических машинах и аппаратах" (Ленинград, 1990г.); Всесоюзном семинаре - совещании "Системы терморегулирования с двухфазным теплоносителем для космических аппаратов" СКрым, 1991г.); на научно-технических семинарах кафедры Теплофизичес-ких основ двигателестроения ХАИ в 1986...1992г.г.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, одного приложения. Основное содержание работы изложено на 185 стр. машинописного текста, включая 66 рисунков, и 13 таблиц, списка литературы из 80 наименований, всего 219 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЬ.

В первой главе анализируется состояние разработок контуров теплопереноса с двухфазным теплоносителем. В качестве приложения рассматриваются системы терморегулирования космических аппаратов. Выделяются задачи, которые необходимо решить на пути создания ДФК независимо от типа технических приложений. Среди них отмечаются: математическое и физическое моделирование СПЖН как многофункционального элемента ДФК; создание новой элементной базы (пассивного струйного разделителя двухфазного потока); разработка математических моделей новых элементов; выработка предложений по способам регулирования ТЦК и снижения температурного перепада в пределах контура.

Во второй главе проведен анализ имеющихся результатов по исследованию струйного сепарадионного насоса, определены оадачи его дальнейшего исследования как многофункционального элемента ДФК.

Принцип действия СПЖН ясен из рис.1. Двухфазный поток разгоняется в сопле 1а и сепарируется в центробежном сепараторе 16. Высокоскоростной поток отсепарированной жидкости с незначительным содержанием пара восстанавливает давление в диффузоре 1г, и тем самым обеспечивается прокачка теплоносителя через испарительный теплообменник 2 на вход в двухфазное солло СПЖН. Пар, попавший на выхлоп 1е, конденсируется в холодильнике Зле помощью дополнительного насоса 6 возвращается в СПЖН через сопло 1д. В рамках концепции ТЦК существуют схемы, в которых возврат конденсата в сепарационный насос осуществляется с помощью жидкост-но-жидкостного инжектора,капиллярного или осмотического насосов.

СПЖН в двухфазных контурах может выполнять функцию смеси-

контур со струйным СР::арац.'.онк^ ьасосск

1 - СГШ1 1а-соплэ. 1З-селаратор, 1э-захвать.'васщая цель.

»уэср. 1 л "Сопло ргнк?ек:ии. 1е-эыхлол, 2 - испаритель. 3 - конденсатор, 4 - пусковой насос; 3 - клапан. 5 - вспомогательны» насос. 7 - гидроаккунуяятор. Рис 1

Распределение температуры по длине сепаратора.

£олре;елькЧ! течения а ;к$4узоре СП*:-:

О - эксперимент, . -- расчет .

Рис. 4.

¡0

-10 I

а ¡о го 50 <о

X - температура иасьаения; о - л'емпература отсепарировалной »идкостн. Ркс.г.

К выбору контрольного оСьема.

Зависимость коэффициента скорости сопла от начального паросодер*аяия.

08 г

■ -ал

ОБ

Т"

-т»®-(

о о " I

с

а а

0.51

-а---г

ОАи

7 □

ЕГ '

01 02 оз ам

X

и - эксперимент

Рис.5

о - теория

Рис.3.

тельного теплообменника. Интенсивные тепломассообменные процессы протекают в сепараторе СПЖН между двухфазной средой и переохлажденным конденсатом. Для подтверждения эюго факта были проведены эксперименты по замеру температуры отсепарированной жидкости при наличии температурного напора между конденсатом и двухфазным потоком. Результаты представлены на рис.2. На основании собственных опытных данных и имеющихся критериальных зависимостей по конденсации пара на струях , предлагается выражение, описывающее теплообменные. процессы в сепараторе:

Ки = 4,8545-Ке°-в-Рг°'43-К0'" •Иеол- (т^2- Т" . С1)

-Н.

^оеп

а-Н V,

где Ии = ; Йе = -—В2-; Рг =

^ а1

р Ы -V, )2-р -Н

к = , ^ • ур = у 1 у рек С, -а Ч. 3 ' *е--а,

1 v 1 1

При моделировании работы СПЖН в любом качестве необходимо рассчитывать напорно-расходную характеристику насоса во всем диапазоне изменения расхода. При фиксированных параметрах на входе в сопла 1а, 1д и постоянном давлении на выхлопе 1е давление за диффузором СПЖН 1г определяется режимом течения через диффузор. Если противодавление сети за диффузором насоса невысокое, то "скачок" сжатия и конденсации расположен в диффузоре. Это - критический • режим течения. Увеличение противодавления ведет к перемещению "скачка" в направлении горла диффузора 1в. Когда "скачок" расположен в горле диффузора - это предельный критический режим. На критических режимах вплоть до предельного критического расход через диффузор не зависит от противодавления сети. При дальнейшем повышении противодавления "скачок" выходит в сепаратор. Повышение давления в отсепарированной жидкости происходит до входа в диффузор. Расход через диффузор определяется противодавлением. Это допредельный режим течения. На основании работ Фролова С. Д. , Горбенко Г. А. , Селиванова В. Г. , Бредихина В. В. и других уже разработана математическая модель, описывающая критические режимы течения. Для описания допредельного режима течения автором предлагается использовать интегральное уравнение импульсов:

др = т . 1 „£. 1 + _А1 , (2)

г П. г

с,

где AI = Г[ СР-Р ) -cosCn • х) + р- |w |-w ]-dF

J 1 r 1 n 1 X

< A-B )

ЛР - перепад давления на диффузоре; гаг - расход теплоносителя через диффузор; w - скорость потока в сечении 1 - 1С см. рис.3). Выбранный контрольный объем представлен на рие.З. Все эффекты, связанные с выходом "скачка" в сепаратор, в уравнении (2) учитываются величиной интеграла AI. Были проанализированы переменные, от которых зависит интеграл Д1, исключены незначимые и из оставшихся, пользуясь формальны?® правилами теории размерностей и подобия, составлены следуювше критерии подобия:

п - • • п - AI . гг _ ^слоя {о) .

Ч'ЧГ- - ■

где ^ - расход только жидкости в отсепарированном слое (сечение 1-1 рис.3);

^слоя ~ толаина стсепарированного слоя в сечении 1-1 при нулевом ларосодержании;

^диф ~ высота захватывающей щели диффузора.

Для определения зависимости F(Птг .%диф) =0 исследованы ее ассимптотики при стремлении критериев к границам области определения. В результате сконструировано и предлагается для расчета Д1 следующее критериальное уравнение:

___2L_.cn -П J'^' 004/ГГ,(л/3'аГС1д(С°'ПМ"С'/ПЙДий3 3

аП§диф+^ йдиф Д1 - expi«VWnAIDC'] С43

Постоянные коэффициенты Ct подобраны методом наименьших квадратов на основании собственных опытных напорно-расходных характеристик СПЖН на фреоне-113. Сравнение опытных и расчетных характеристик представлено на рис.4. Полученная модель дает качественно верное решение во всем диапазоне изменения критериев подобия (3)-и адекватна опытным результатам С адекватность обоснована с помощью критерия Фишера) в следующем диапазоне:

°'63 2 %диф S °'89; 05 V1; 0<ПД1<0,8.

Эффективность СПЖН во многом определяется работой разгонного двухфазного сопла. Предварительные расчеты показали, что сопло насоса должно иметь малый угол, раскрытия диффузорной части и работать на режимах близких к критическим. Для определения

эффективности сопла, имеющего нулевой угол раскрытия диффузорной части и работающего на нетрадиционном теплоносителе - фреоне-113. di*ли проведены эксперименты по определению коэффициента скорости. Результаты представлены на рис.5. Для сравнения коэффициент скорости рассчитан по предложенной в работе "Адиабатные двухфазные течения '' С авторы: Циклаури В. Г. , Данилин В. С. , Селезнев Л. И.) эмпирической зависимости:

<Рс = 0,96-0,115-lg(Pl/pv)-С 1-х). C5D

Как видно из рисунка 5 имеются значимые параметры, неучтенные в выражении CS).

В третьей главе представлены результаты экспериментальных иссл«- званий термоциркуллционных контуров с СПЖН и ИК, результаты опытных и расчетных характеристик.-

Испытания струйных насосоь выполнены на стенде ЭУ-626 в НПО "Энергия". Получены опытные характеристики комбинированного контура теплопереноса (рис.1.). В нем прокачка теплоносителя по горячей петле осуществлялась СПЖН,а по холодной петле - вспомогательным электромеханическим насосом. Работа ДФК исследована при постоянной заправке теплоносителем и неизменном объеме контура на режимах с переменным теплоподводом со стабилизацией условий теплоотвода. Подводимая мощность изменялась от 4,5 до 7,5 кВт. Рост теплоподвода ведет к увеличению температуры теплоносителя за парогенератором. Предложены и проведена экспериментальная проверка способов стабилизации температуры теплоносителя в парогенераторе при переменном теплоподводе. Предлагается:

- изменять количество теплоносителя или объем ДФК;

- изменять гидравлическое сопротивление петли конденсации;

- использовать совместно первый и второй способы.

Проведено сопоставление опытных характеристик комбинированного ДФК с расчетными. Теоретические характеристики получены на основании модели, предложенной Горбенко Г.А., Файрузовым Ю. В. , с учетом реальных гидравлических сопротивлений ДФК и при использовании модели СПЖН, доработанной автором. Результаты сравнения демонстрируют хорошее соответствие опыта и теории.

На базе ИК экспериментально реализована концепция ТЦК СМ. А. Беспятов, В. В. Бредихин, Г. А. Горбенко). Имеются модели, прогнозирующие работу ТЦК с ИК и описывающие теплофизические процессы в проточной-части инжектора ССеливанов В.Г., Севастьянов А. П. , Бредихин В.В. и другие). Поэтому в настоящее время

г.

применительно к СТР космических аппаратов актуальна задача снижения перепада температур в ТЦК с ИК. Для ее решения предлагается использовать двухфазный двухкомпонептный теплоноситель. Получены экспериментальные характеристики ТЦК с ИК, работающего на смеси фреона-113 и ТЕМПа (теплоноситель типа антифриз 20). Двухфазный фреоновый поток разгоняется в сопле, а холодный ТЕМП подается в камеру смешения ИК через форсунки. Более высокая теплоемкость гадкого ТЕШа по сравнению с фреоном-113 позволяет снизить перепад температур в контуре. При использовании двухкомпо-нентного теплоносителя увеличивается предсрывной напор ИК и термический КПД цикла преобразования энергии по сравнению с ИК, работающем на легкокипяцем компоненте.

В опытах со смесью фреона-113 и ТЕМПа разность температур в ТЦК с ИК составила ДТ 31 °К. Для сравнения на фреоне-113 эта разность составила ДТ ~ 54°К. Предложены и экспериментально проверены способы термостабилизации испарительного теплообменника такие же, как и для комбинированного контура с СПЖН.

В четвертой главе приводятся результаты разработки, математического и физического моделирования разделителя двухфазного потока, обеспечивающего деление только расхода жидкой фазы в заданной пропорции при переменном гидравлическом сопротивлении сетей за ним. Установка такого разделителя перед сетью параллельных теплообменников Сиспарителей, конденсаторов) позволяет избежать отрйцательных эффектов, связанных с сепарацией потока (этой проблеме посвящены работы * й. ЬаЬеу, Горбенко Г. А. и др.). -

Конструкция струйного разделителя двухфазного потока, обеспечивающего пассивное деление только расхода жидкой фазы в заданной пропорции, представлена на рис.6. Разделитель выполняет свои функции при кольцевом режиме течения двухфазного потока на входе з него. В сечении 1-1 разделительная пластина 4 делит жидкую фазу в заданном отношении. Сечение 1-1 выбирается из условия однородности кольцевого потока жидкости. Между сечениями 1-1 и 2-2 формируется неоднородное поле давления поперек потока. Под его действием жидкость стремится перетечь в сектор с более низким давлением. Однако разделительная пластина препятствует перетеканию пристенного слоя вплоть до входа в патрубки 1 и 2. Распределение пара осуществляется под действием реализуемых перепадов давления.

Проверка работоспособности разделителя проводилась на водо-

Перспективные схемы Л$К с СТО!

Характеристика разделителя.

0.8

0,7 [

О о 1.

I 1

А д п 1: ) < 1

ь и

1 •

{

• ее сц ¿в II

О - г * 0,44; к|£ - И.З'Ю'^г/с, А - x = 0.53; « 7.6-Ю" кгус. Рис. Т.

а)

Разделитель двухфазного потока

1,2 - вкхолние патрубки; Э - гходноЯ патрубск;

4 - целительная пластина.

Рис.6.

1 - СГИН, 2 - испаритель, 3 - конденсатор; 4 ги^роакхукулятор; 5 - регулировочная игла; б - переохладитель. 7 - касос; В - регулятор расхода, 9 - дроссель.

Рис.8

-воздушной среде. В экспериментах изменялось гидравлическое сопротивление сети за одним из выходных патрубков разделителя. Как видно из рис.7, изменение отношения расходов воздуха ш^/т^' в выходных патрубках практически не влияет на отношение расходов воды т^/ш^' в выходных патрубках.

Получен набер критериев подобия, характеризующий работу разделителя:

и' р и

Ч: «V х; -т7\-рГ ; ГГ1' (К

С помощью критериев подобия (63 опытные результаты с модельным рабочим телом Свода-воздух) переносились на штатную систему терморегулирования УКП С теплоноситель - аммиак). В УКП планируется установка разделителя потока перед сетью радиационных конденсаторов. На основании полного факторного эксперимента типа 24 получены математические модели в форме регрессионной зависимости двух типоразмеров разделителей двухфазного потока. Независимыми факторами, которыми варьировали во время проведения опытов, являлись: расход воды п^; расход воздуха та; отношение расхода воздуха по каналам на выходе из разделителя т^ /т'0'; угол установки разделителя по отношению к вектору силы тяжести а.

Разработанная методика математического и физического моделирования позволила доказать работоспособность разделителя в условиях микрогравитации.

Пятая глава посвящена расчетно-теоретическому" исследованию перспективнйх контуров теплопереноса на основе СПЖН.

Решение проблемы термостабилизации биореактора технологической установки переработки стоков животноводства и птицеводства возможно при использовании пассивного ДФК, представленного на рис. 8а).Он способен с высокими точностью и надежностью .поддерживать температуру в охранном нагревателе биореактора С в схеме это конденсатор 3) при переменном теплоподводе, температуре атмосферного воздуха и греющих топочных газов. В своем составе контур имеет два оригинальных элемента, в основном благодаря которым осуществляется пассивное терморегулирование. Это СПЖН с регулируемой площадью горла двухфазного сопла и испарительный теплообменник 2, в котором теплоподвод зависит от расхода теплоносителя. Автором разработана математическая модель испарительного теплообменника и контура в целом. Рассчитаны характеристики ДФК и зависимость площади горла двухфазного сопла СПЖН от коли-

чества тепла, переносимого контуром FRp = fCQ). Функциональная зависимость Fpp = fCQ) позволяет спроектировать пассивный узел, регулирующий площадь горла сопла, а характеристики подтверждают работоспособность ДФК.

На основании анализа имеющихся и разрабатываемых систем терморегулирования КА с двухфазным теплоносителем Горбенко Г. А. , Никоновым A.A., Прохоровым D.M., Цихоцким В.М. (ХАИ, НПО "Энергия") предложена перспективная схема контура теплопереноса для терморегулирования КА (рис.8 б)). Высокую надежность системы во всем диапазоне тепловых нагрузок обеспечивает сепарационный па-рожидкостный насос с тремя диффузорами и гидроаккумулятор с паровой полостью. В сепараторе СПЖН будут протекать интенсивные тепломассообменные процессы, а как минимум один диффузор будет работать на допредельном режиме. - Критериальное уравнение, описывающее тепломассообменные процессы в сепараторе СПЖН, и мате; матическая модель допредельного режима течения в диффузоре на-„; :Соса, полученные автором, позволяют обосновать работоспособность и рассчитать характеристики предложенной схемы. Чтобы приблизить характеристики ДФК к реальным характеристикам СТР КА в качестве прототипа конденсатора-радиатора использован реальный конденсатор с капиллярным отсосом .предложенный Valenzuela J. , Drew В.. .Проведена физическая схематизация процесса в конденсаторе и подсистеме конденсатор-излучатель, разработана математическая модель. На основании обобщенных законов Кирхгофа, для развет-„ влекных пневыогидравлических контуров' получена система уравнений, описывающая статические характеристики ДФК. Система уравнений решалась численно, методом Ньютона. На основании полученных характеристик доказана работоспособность предлагаемой схемы в диапазоне тепловых нагрузок от 7 до 40 кВт. Используемый теплоноситель-аммиак. Рассчитана зависимость, позволяющая подобрать или спроектировать пассивный регулятор расхода 8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Математическая модель струйного сепарационного насоса позволяет достоверно рассчитывать его характеристики как многофункционального элемента двухфазного контура теплопереноса.

2. Регулирование контуров со струйными насосами с целью стабилизации температуры теплоносителя в испарителях возможно за счет изменения массы теплоносителя в контуре, дросселирования

петли конденсации, совместно первым и вторым способами.

3. Использование вместо однокомпонентного (фреон-113) дьух-компонентного теплоносителя в виде смеси фреона-113 и антифриза "ТЕМП" позволяет снизить перепад температур в контуре с инжектором-конденсатором между источником и стоком тепла с 54°С до 31°С.

4. Предложенная конструкция струйного пассивного разделителя двухфазного потока позволяет разделять расход жидкой фазы в заданной пропорции независимо от гидросопротивления сети за разделителем. Разделитель целесообразно устанавливать в местах ветвления двухфазного потока перед параллельными каналами теплообменников (испарителей или конденсаторов), что повышает надежность их работы.

5. На основе струйного сепарационного насоса можно предло- ' жить конкурентоспособные двухфазные контуры теплопереноса, которые пассивным образом термостабилизируют объекты при переменных внешних условиях теплоподвода и перепаде температур между источниками и стоками тепла единицы градусов.

Результаты работы, а именно: математические модели СПЖН и двухфазного контура с СПЖН, струйного разделителя потока, экспериментальные и расчетные данные по их характеристикам использованы в НПО "Энергия" им. С. П. Королева при проектировании систем терморегулирования космической станции МИР-2 и Универсальной Космической Платформы; в НПО "Экология человека" при обосновании технических предложений по высокотемпературной биотехнологической установке переработки стоков животноводства и птицеводства.

Элементы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре Теплофизических основ двигателестроения ХАИ.

Основные обозначения: а - коэффициент температуропроводности, мг/с; С - удельная теплоемкость, Дж/(кг-Ю; F - площадь, мг; Fr - число Фруда; Нрв - высота сопла реинжекции, м; К - критерий

подобия; 1сеп- длина сепарирующей поверхности, м; m - секундный

расхо'д, кг/с; Р - давление. Па; Рг - число Прандтля; R - теплота фазового перехода, Дж/кг; Re - число Рейнольдса; Q - тепловая мощность, Вт; We - число Вебера; w - скорость, м/с; х - массовое паросодержание; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2-К; а - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; (j - динамическая вязкость, Па*с; v - кинематическая вязкость,

Индексы: 1 (liquid) - жидкость; v (vapour) - пар.

• Сокращения: ВУРЖ-вращающееся устройство разделения и перекачивания жидкости; ДФК-контур теплопереноса с двухфазным теплоносителем; ИК -инжектор-конденсатор; КА - космический аппарат;

СПЖН - струйный сепарационный парожидкостный насос; СТР-сис-тема терморегулирования; ТЕМП-жидкий теплоноситель типа "Анти-фриз-20"; ТЦК-термоциркуляционный контур; УКП - Универсальная космическая платформа. .

Основное содержанке диссертации опубликовано в следующих работах:

Д. Бредихин В.В. , Гончаров Б.А., Горбенко Г.А., Иванов D.M. , Синицкий С.В., Теняков И.Э. Экспериментальное исследование струйных насосов в теплообменном контуре.-В кн. Тез.докл. Восьмой Всесоюзной конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах". 23-25 окт. ,1990г.Ленинград, НПО ЦКТИ, т.З. С.263-266.

2. -Горбенко Г. А. , Теняков И.Э., Вологдин A.C. Экспериментальные данные по конденсации пара фреона-114 на струях. // Газотермодинамические процессы в энергоустановка!: с многофазным рабочим телом.- Сб. научн. трудов, Харьков, 1990. С.66-70.

3. Теняков Н.Э., Романенкб В. В., Беспятов М. А:, Бредихин В. В. Измеритель импульса потоков. // Газотермодинамические процессы в энергоустановках с многофазным рабочим телом: Сб.научн. трудов, Харьков, 1990. С.114-118.

4. Горбенко Г. А. , Блинков В. Н., Теняков И. Э., Гакал П. Г. , Синицкий C.B., Никонов A.A., Прохоров D.M. Экспериментальное и теоретическое исследование элементной базы теплообменных конту-

6ов с двухфазным теплоносителем для космических аппаратов: - М. ентр НТИ Поиск. Сер. : Ракетно-космическая техника. Машиностроение, 1992. С. 8-20.

5. Горбенко Г. А., Беспятов М. А., Теняков Н.Э. и др. Замкнутый теплогидравлический стенд ФВ для исследования струйных насосов и их элементов. Методика измерений. Расчет погрешностей, (отчет о НИР)/ Харьк. авиац. ин-т. Руководитель темы С. Д. Фролов. -ГР. N 01860136238, Инв. N 0287.062675, Харьков, 1987. - 94с.

6. Горбенко Г.А., Бредихин В.В., Теняков Й.Э. и др. Экспериментальное исследование сепарационных насосов в составе контура ЭУ-626. (Отчет о НИР)/ Харьк. авиац. ин-т. Руководитель теш Фролов С. Д. ГР. N 01.86.0136238, ИНВ M 02880.024337, Харьков. 1989.

- 66а. •>

7. Горбенко Г. А., Блинков В. Н.Теняков И. Э. и др. Обзор технологий переработки отходов животноводства и птицеводства. Предложение и разработка новых концепций. СОтчет о НИР) / Харьк. авиац. ин-т. Руководитель теш Горбенко Г. А. - ГР. N 01.910011327, Харьков, 1992. - 28с.

8. Горбенко Г. А., Блинков В. Н. , Теняков И.Э. и др. Моделирование рабочих процессов в двухфазных "контурах теплопереноса систем терморегулирования. (Отчет о НИР) / Харьк. авиац. ин-т. Руководитель теш Горбенко Г. А. - ГР. N 01.910011327, Харьков,

Тираж 80 экз.Ответственный за выпуск Брус H.A.