автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка пористых порошковых аккумуляторов тепла на базе тепловых труб для термостабилизации импульсных источников тепловыделения

кандидата технических наук
Васильев, Виктор Леонардович
город
Минск
год
1993
специальность ВАК РФ
05.14.04
Автореферат по энергетике на тему «Разработка пористых порошковых аккумуляторов тепла на базе тепловых труб для термостабилизации импульсных источников тепловыделения»

Автореферат диссертации по теме "Разработка пористых порошковых аккумуляторов тепла на базе тепловых труб для термостабилизации импульсных источников тепловыделения"

« I и ин

I 4 ШОН 1333

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ Виктор Лаонврдовхч

УДК 536. 24. 338. 421. 620. 9 РАЗРАБОТКА ПОРИСТЫХ ПОРОШКОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ТЕПЛА НА БАЗЕ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ ДЛЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИН ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ

Специальность Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1993

Работа выполнена в Белорусском республиканском научно -иронзводсгбвккск объединении порошковой металлургия.

Научный руководитель:

член.-корр. ЛНБ, профессор, д. т. н. ВИТЯЗЬ Петр Александров)!'

Научный консультант:

д. т. н. , профессор МАЛЕВИЧ Ю. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор НЕСЕНЧУК А.П.

кандидат технических наук ДРАГУН В. Л.

Ведущая организация;.

Институт проблем энергетики АНБ (220109 г. Минск, пос. Сосны)

Защита состоится CjS-Üt/ pj 1993г. в /V часов на заседание

Специализированного Совета К 05В.02.09 Белорусской государственной политехнической акадении (220027, г.Минск пр. Ф. Скорины, 65/2, ауд. 201)

С диссертацией можно ознакомиться в библотеке БГПА г. Минск Автореферат разослан МсгА' 1993г.

Ученый секретарь Специализированного Совета д. т. н., проф ^^ - Качан А. Л.

- <-,

1. Общая характеристика работы. Актуальность темы : Аккумуляторы тепла (АТ) с фазовыми переходами являются современным* высокоэффективный* устройствами, предназначенными для хранения теплоты и использования еа в нужноь время. АТ позволяют существенно экономить анергию к топливо в большой энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве, промышленности.

В последние годы аккумуляторы тепла и холода находя» применение в электронике, электротехнике и система* кондиционирования. В частности АТ о качестве охладителей силовых полупроводниковых приборов (тиристоры, транзисторы) используются в электроприводе стационарных и транспортных энергоустановок, радио, видео и вычислительной технике. . АТ хорошо сочетаются с альтернативными источниками энергии (солнце, ветер).

Порошковые (пористые) АТ с фазовыми переходами и тепловыми трубами, предлагаемые в данной работе, обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными АТ - они имеют более высокую теплопроводность, неханическув прочность, надежны в работе. Тепловые трубы позволяют передать теплоту от источника тепловыделения к теплоаккумулирующему веществу с высокой эффективностью. Работа, выполнялась в рамках программы ГКНТ 03. 06. Т Цель работы;

- Разработать новый класс пористых порошковых аккумуляторов тепла с фазовыми переходами в качестве охладителей силовых полупроводниковых приборов,систем отопления и кондиционирования.

Рассмотреть различные сочетания пористых структур с тегловыми трубами и фазолеременными веществами, которые отличаются от известных АТ большей энергоемкость» на единицу массы и ногут использоваться в широком диапазоне температур.

- Исследовать теплофизические свойства пористых структур для АТ.

- Разработать и проанализировать математическую модель пористого аккумулятора тепла с тепловыми трубами.

Провести экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена при нзмонвнии ряда параметров (плотность теплового потока, тпилература, теплофизические свойства компонент он. Т'пложенив п полч см." грапитштии к т. д. !.

Л

- Выбрать новые параметры к конструкцию тепловых труб.

- Разработать конструкцию пористого порошкового аккумулятора тепле применительно к инпульсно-нагрвваемык тиристорам большой мощности.

- Разработать конструкцию аккумулятора тепла с фазовыми переходам! для быстрого нагрева жидкости.

- Разработать нагревательный прибор для отопления помещений.

Научная новизна: Исследованы теплофизичесние свойства . спеченных порошковых структур на основе меди для аккумуляторов тепла в вшрокон диапазоне температур.

Усовершенствована математическая модель пористого аккумулятора тепла изготовленного из высокатеплопроводкых металлических материалов с наличием фазовых переходов вещества с низкой

теплопроводностью (парафин, эЖкозан и т.д.).

Проведены экспериментальные исследования нестационарных полей температуры в пористых порошковых структурах, заполненных фазопереивнным веществом при различных плотностях тепловых потоков и-временах включения источника энергии.

Даны оценки влияния теплопроводности и теплоемкости компонентов аккумуляторов тепла и теплот фазовых переходов на интенсивность теплоотвода от источника тепловыделения.

Разработаны новыо конструкци тепловых труб применительно к аккумуляторам тепла. Практическая ценность работы:

На основе полученных теоретических и экспериментальных данных созданы новые конструкции пористых аккумуляторов тепла с тепловыми трубами.

Разработаны новые вилы охладителей тиристоров.

Разработаны новые конструкции нагревательных и тепловых приборов.

Проведены исследования и определены параметры новых водонагревателей с использованием аккумуляторов тепла с фпзовыни переходами.

Реализация работы в промышленности:

В Республике Беларусь налажен серийный выпуск обогревателей помещений а сельской местности (Гомельская обл.)

Основные положения, выносииыэ на защиту: Обоснование актуальности рассматриваемой проблемы, современное состояние исслтдований аккумуляторов тепла с фазовыми переходами;

Основные модели системы "тепловая труба - аккумулятор тепла";

Выбор эффективных конструкций аккумуляторов тепла с тепловыми трубами;

Аналитические и экспериментальные исследования структурных и теплофизических характеристик тепловых труб;

Исследование нестационарных режимов работы системы "тепловая труба - аккумулятор тепла" при запуске тепловых труб с капиллярна пористой структурой из спеченного металлического порошка;

Экспериментальное исследование влияния капиллярно-пористой структуры на теплообмен в тепловой трубе;

Исследование пусковых характеристик тепловых труб;

Исследование параметров пористых аккумуляторов тепла с тепловыми трубани;

Исследование процессов теплообмена в пористом аккумулятора тепла;

Оценка погрешностей при проведении экспериментальных исследований.

Основные положения и результаты работы докладывались на:

-7 Международной конференции по тепловым трубам 18 - 22 мая 1990г. , г.Минск,

-8 Международной конференции по тепле ыи трубам 14

18 сентября 1992г. , Пекин.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, получено 7 авторских свидетельств на изобретения.

Обьек работы ,

Диссертация состоят из пяти глав, выводов, списка литературы. Основное содержание диссертации изложено на 126 страницах машинописного текста, включая 35 рисунков, 2 таблицы и список литературы, содержащий 62 наименований.

Основное содержание работы

Во введении дано описание актуальности работы, современного состояния исследований, указана новизна, научная сущность и практическое значение выполненной работы.

Первая глава посвящена обзору работ по аккумуляторам тепла с фазовыми переходами и тепловыми трубами. Указаны представляющие интерес для практики аккмуляторы тепла с тепловой трубой, которые могут быть использованы в автономных объектах (космические аппараты, навигационные приборы и т.д.) при импульсном тепловыделении, а также в сочетании с объектами, имеющими заданное по времени тепловыделение (обогрев жилых помещений, теплиц с помощью периодически действующих источников тепла - солнце,ночное электричество, пламя газовой горелки и т. д. )

На основании обзора работ показано, что тепловые трубы в аккумуляторах тепла чаще всего используются при граничных условиях второго рода (q»const) в испарителе и граничных условиях первого рода (T=const) в конденсаторе, переходящих в, ряде случаев в граничные условия третьего рода (««const).

Капиллярно-пористые аккумуляторы тепла с фазовыми переходами первого рода используются в трех наиболее интересных для практики случаях :

1) теплопроводность пористого каркаса выше теплопроводности фазоперемвнного вещества в порах (например пористый металл и парафин) ;

2) теплопроводность пористого каркаса соизмерима с

теплопроводностью фазоперененного вещества (влажная почва и лед);

3) теплопроводность пористого каркаса значительно ниже теплопроводности фазопереканнога вещества внутри пор (фитили тепловых труб).

В литературе наибольшее освещение получил' вариант М2 - задача Стефана о плавлении-затвердевании. Варианты N1 и N3 описаны фрагментарно и нуждаются в дальнеЯивн анализе и экспериментальных исследованиях.

В заключение обзора дан анализ основных модельных представлений о работе системы "тепловая труба-аккумулятор тепла" и сформулированы задачи для дальнейшего исследования нестационарных режимов запуска тепловых труб, выполненных из спеченных, порошковых материалов, а также нестационарных режинах работы систвны " тепловая труба-пористый аккумулятор тепла с фазовыми переходаки в порах"..

Из анализа литературных данных следует, что АТ для охлаждения различных тепловыдепяюших объектов и аккумуляции тепла с его последующий использованием должен обладать малыми массо-габаритными характеристиками, высокое плотностью энтальпии на единицу объема, высокой надежностью в работе. Такими свойствами обладают АТ с использованием теплоты плавящегося вещества к высокой теплопроводностью каркаса. В связи с вышеуказанными требованиями были выбраны АТ с пористо» металлическое структурой И плавящимся веществом в порах. В качестве теплопередающего устройства для ввода, равномерного распределения и вывода теплоты используются тепловые трубы.

В литературных источниках до выполнения данной' работы на

приведены данные о применении подобных устройств.

Вторая глава диссертации посвящена проблеме поиска и выбора аффективных конструкций АТ. исследованию структурных и теплофизи-ческих характеристик тепловых труб и пористых материалов.

К наиболее важный свойсвам пористых структур следует отнести их теплопроводность, порчстость, проницаемость, теплоемкость, удельную.поверхность, размеры пор, капиллярный потенциал.

В диссертации проведено экперинентальное и аналитическое исследование теплопроводности медных и стальных спечешгмх

структур, получение экспериментальные данные сопоставлены с расчетными формулами.

Наряду с теплопроводностью каркаса необходимо знать эффективную теплопроводность пористого материала заполненного фазопеременным веществом. Насыщение пористой медной структуры водой увеличивают эффективную теплопроводность в 1, 4. . . 2 раза, стальной а 2. 8. ..4. 2 раза.

Лвторон диссертации была создана экспериментальная установка для определения эффективной теплопроводности пористых металлических структур .

Данные исследований показали, что теплопроводность пористого материала сильно зависит от формы частиц и их размеров, способа спекания, рода материала.

Экспериментальные данные обобщены в виде зависимостей.-для неди: *2= 0,52 ^(1-11) ;для бронзы Л2=0, 6Х1( 1-П); для алюминия А2=0, 49Аг( 1-П)

где каркасная теплопроводность! Х2-эффективная теплопроводность образца, пропитанного парафином; П- пористость образцов.

Третья глава посвящена исследованиям ТТ с порошковой пористой структурой.

Для создания АТ были выбраны тепловые трубы из меди с медной капиллярной структурой, заполненные дистиллированной водой. Подобные тепловые трубы хорошо себя зарекомендовали при работе в стационарном режиме, однако, необходимо было провести исследования их параметров в переходных режимах работы и при запуске ТТ из нерабочего состояния.

При тепловом равновесии в ГГ теплоноситель находится внутри нее в виде жидкости в порах, пара в паровом пространстве, а в поле сил тяжести может существовать небольшая лужа в нижней части трубы.

Во время запуска ТТ теплоноситель .находящийся в жидком состоянии при Низком давлении должен быть перегрет, чтобы возникло конвективное движение пара в более холодную часть трубы. Необходимость Перегрева теплоносителя является одним из основных факторов определяющих инерционность тепловой трубы.

Экспериментальные данные, полученные автором показывают, что число действующих центров парообразования, а следовательно, и значение коэффициента теплоотдачи увеличивается при увеличении плотности теплового потока. Наблюдается пропорциональность:

* - К ч °'7

между коэффициентом теплоотдачи а и плотностью теплового потока д.

Число це:.гров парообразования можно искусственно изменить, подвергнув теплопередающую поверхность механической или

химической обработке, или нанеся на неа определенным способом капиллярно-пористую структуру.

В работе показано, что пульсации температуры теплоотдающвй поверхности, характерные для кипения жидкости на гладкой стенке значительно снижаются или исчезают при нанесении капиллярно-пористой структуры высокой теплопроводности на теплоотдающую поверхность.

Эксперименты по-теплоотдаче при-фазовых переходах жидкости внутри пористой структуры подтвердили сильную зависимость внутренних характеристик и интенсивности теплообмена от теплофизичоских свойств теплоотдающвй поверхности. На рис 1 показана зависимость температуры перегрева стенки при фазовом переходе жидкости внутри пористого тела и дано сравнение с данными, описывающими процесс кипения на гладкой поверхности. Для определения параметров тепловых труб была создана многоцелевая экспериментальная установка, позволяющая проводить эксперименты в широком диапазона изменения свойств ТТ а также изменения как режимных так и структурных параметров ТТ совместно с аккумулятором тепла. Данная установка позволяет проводить исследования параметров тепловых труб (0иах. Ктт)при различных пежимах работы, углах наклона ТТ к линии горизонта, оценивать влияниг количества теплоносителя внутри ТТ на ее теплопередающие характеристики и распределение поля температуры ¿доль ТТ. Установка позволяет проводить исследования лараметров ТТ различной конфигурации.

В качестве базового объекта исследований.была выбрана медная ТТ диаметром 16 ик с толщиной стенки I кк. Длина ТТ - 270 мн, длина испарительной части 90 мм, длина 1 'нденсатора 90 нм. В

испарителе, адиабатической зоне и конденсаторе ТТ были зачеканены спаи 9 термопар типа Х-К (по 3 8 каждой зонеЙ Кроне того в паровом канале была помешена капиллярная медная трубка диаметром 1 км в которой находился спай подвижной термопары. Спай плотно прилегал к стенкам капиллярной трубки рис.2.

Результаты эксперимента были сопоставлены с результатами расчетов. Погрешность измерений не превышала 8%. сопоставимость результатов расчетов м экспериментальных данных укладывалась в пределы определенной погрешности измерений. Выполненные квалификационные тесты показали, что экспериментальная установка отвечает необходимым требованиям для проведения исследований теплообмена в ТТ.

Для анализа процесса теплообмена в ТТ примем следующие допущения 1. Поперечное сечение корпуса тепловой трубы и параметры пористой структуры неизменны; 2. объем заполненного теплоносителем пространства равен объему пор в пористой структуре; 3. температура корпуса ТТ изменяется только в аксиальном направлении; 4.аксиальная теплопроводность пористой структуры я теплообмен с торцов ТТ пренебрежимо калы; 5.На наружной поверхности испарителя заданы граничные условия 2-го рода ((Исопеи, на наружной поверхности конденсатора - граничные условия 3-го рода (а»сопвЪ)

Схема ТТ с с указанием основных исходных данных приведена на рис.3. Искомое . температурное поле вдоль ТТ определяется на основании решения дифференциапльных уравнений сохранения энергии в каждой из зон ТТ с учетом уравнения, определяющего температуру насыщения ' внутри ТТ' я замыкающего систему рассматриваемых

уравнений.

ИСПАРИТЕЛЬ

0нх' а *2 " ЬЧн °нх0кх / *ст *ст + / *мрст^ас

а - коэффициент теплоотдачи в зоне X. граничные условия при х=о аэ / <ах = о ; при х= х„=ьи/ь 0Нх=е1

10

КОНДЕНСАТОР

d2eHZ/dZ2 - L2V«K2+V/Vo)/AciFct + b2V«0U-VTHac> - 0

где aHz - коэффициент теплообхена в зоне конденсация

Граничные условия Для случая g sin (£) < О, т. е. зона испарения расположена н»>*в зоны конденсации :

Z - О, d9Kz/dZ - О Z«WL. 9 - в ^

ТРАНСПОРТНАЯ ЗОНА

2 2 de / dY - L V а в /А Р »0 ту7 п ку ку ' ст • ст

В выводе уравнения учитывается теплообмен при конденсации в транспортное зоне , граничные условия определяются из условий непрерывности температуры я теплового потока на границах зон.

Граничные условия • при ¥»0 0ту - - в^

i

Неизвестные величины температуры на границах зон (в^ 02) определялись при решении данной системы уравнений.

Для условий, когда g sin (Ф)< О, тепловой поток, отводимый трубпй:

Q - "о v t Ve fc t ÍWW - eKZJ dz i

или Q « « V [ Тнас I^ [(1-ТЛс1 - 9KzdZ]) Q +• » VL I

откуда: T -

"ЯС VL<V ro ezK dz> 11

при этих условиях а„ „, oi , <х являются функцией соответствующей

КХ KJr KZ

продольной координаты из-за изменения степени насыщения капиллярной структуры по длине.

При g sin( =0 решение системы уравнений с указанными граничными условиями сводится к решению линейных дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами.

На рис.4 представлено сравнение температурного поля тепловой трубы с полученными экспериментальными результатами. В

целом наблюдается хорошее согласование экспериментов с расчетом.

Четвертая глава посвящена исследованиям запуска ТТ из состояния с жидким теплоносителем.

Тепловые трубы, используемые в аккумуляторах тепла, должны иметь минимальную инерционность, поскольку в основной используются в переходных режимах работы. Необходимо знание процесса теплообмена, проходящего в тепловой трубе и режиме запуска из состояния с жидким теплоносителем. В ТТ с капиллярно-пористой структурой центрами парообразования служат поры максимального

диаметра Для воды при давлении О, 06 бар и AT „. «• 3 К ,

шах - кип

величина DKp" 290 икм-

ДТ, - 4а Т / (р D )0,5 Нк нас ' рп кр

Возникновение кипения воды на гладкой поверхности при таких перегревах стенки невозможно. Средний температурный напор начала

кипения в ТТ с калиллярно-пористой структурой соответствует условию: дт я 4а- 1 /г р D

нк нас7 ^п пах

где ^^определяется путем экспериментальных исследований. С росток q текпер&туриый напор ДТ„ - Т„-Т„„„ в испарителе

Н СТ • НАС п

увеличивается пропорционально до 6 С , а при q > 0.5 Вт/см начинается кипение воды и ДТ уменьшается до 3°С. Для ТТ с более тонкой капиллярной структурой и меньшей пористостью ДТ„„

п

увеличивается и при той же величине q равен 9,5 С. Следовательно, можно предположить, что при запуске тепловых труб из состояния с жидким теплоносителем в поле сил гравитации имеет

место существование 2-х режимов теплообмена:' .1) испарение, 2) кипение. Поскольку в начальный момент временя в испарителе ТТ, под действием силы тяжести возникает "лужа" из теплоносителя, то ТТ можно рассматривать как термосифон. При работе термосифона возникают пульсации температуры. Амплитуды этих пульсаций описывается уравнением!

Т = б 0а /И2 < Тс X £ 1 / (1-Ктс / Ь? 1п(1+2<г / Р8 И (1-г))"1] )•

Т - S .Pr1'327 q1'756 d"0'24

'st*

где Т - амплитуда пульсации температуры

При заполнении теплоносителем всех пор , "лужа" исчезает, и основным процессом теплообмена является, испарение с поверхности частиц пористой структуры тонкой пленки жидкости. Коэффициент теплоотдачи в испарителе ТТ определяется по формуле:

1/«Я - С ' хэф +

Данные теоретической модели подтверждены экспериментальными исследованиями, проведенными на различных ТТ. Хотя несоответствие, обусловленное Наличием начальных допущений, составляет примерно 33%, в целом теоретическая модель описывает процессы геплообмена,происходящие в ТТ в момент запуска Из состояния с жидким теплоносителем. На рис 3-7 представлены экспериментальные зависимости пульсаций температуры от различных параметров.

Пятая глава посвящена теоретическим к экспериментальным исследованиям аккумуляторов тепла с фазовыми переходами на основе гепловых труб. • •

Для анализа теплового состояния рассмотрена нестационарная >днокерная задача теплопроводностиСрис 8). Принимая, что в шчальный момент времени средняя объемная температура корпуса АТ завна температуре плавления, теплофизические свойства твердой и кидкой фаз постоянны, скорости нагрева а различных точках фогретых слоев одинаковы ,можно.рассматривать систену уравнений

для определен»* удельных тепловых потоков на границах слоев;

[п1Тч1Т(в1Т) " паТч2Т(в2Т)1 ' Е1Т " (п2Тч2Т(82Т) ~ ПЗТЧЗТ)/Е2Т

<П2ТЧаТ(вТ ) " ПЗТЧЗТ> ' В2Т "(ПЗТЧЗТ"П4ТЧ4Т) /еэт ( Чз^т'^т" <*4Т"<11)/£ЧТ

(Ч4Т-а1)/Е4Т-(Ч1-Ч2) /Ета )/(СврвС)

здесь Е1Т- С1Т р1Т 61Т П1Т ) Еа -Сат р2Т

«4Т-С4ГР 4хг 4Х , НАТ-(С р8)дт 8гт П2Т? Езт -Сзт рзт 831

Ряшка данную систему уравнен«! можно определять температуру АТ посла окончания процесса плавления ТАК,

^гср^аср- (Чхср- Чгср» <а + Ув» т /Бтлтш.ЧКт

2 V™

тпл- Ч7ср < ета<гк - ткР)+св^к<тж + ^^в**!

Тк' Тж' Тв * ч2п " сРвДн*в объемные температуры корпуса я жидкой фазы в конце периода плавления , твердо! фазы в начале плавления и .удельная тепловая нагрузка на рабочее вещество в период времени,предшествующа! началу плавления.

' Для проверки расчетов по приведенной математической модели были изготовлены образцы Шркс. 9). АТ представлял собой спеченный «а кедкого порошка марки ПНС-Н 2-х слойный пористый цилиндр наружным диаметром 36мм я длиной 90кн. Внешний слой толщиной о.5мм был изготовлен из модного порошка с диаметром

т ■ т +•

ТА *КР

где

частиц 0.063-0. 1км. Этот слой предназначен для удержания -жидкого ТАН в корпусе АТ за счет капиллярных сил. Внутренний слой толщиной 27.5мм был изготовлен из порошка меди с диаметром частиц 0.319 -О.вЗмм. Пористость внутреннего слоя - 60 % .средний размер пор -32 мкм .теплопроводность спеченного материала.с ТАН ( парафин ) составляла 38 Вт/к К. Внутри АТ была запечена медная тепловая труба с водой ,в качестве теплоносителя. Тепловая мощность в АТ подводилась электрическим нагревателем , размещенным на испарительной части ТТ . Контроль температуры осуществлялся термопарами типа Х-1С диаметром О. 3 мм.

В результате проведенных экспериментов были получены зависимости температуры различных точек АТ от времени я подводимого теплового потока (рис.101. Результаты экспериментов подтвердили правильность теоретической модели, описывающей процессы теплообмена в пористой АТ с фаэопеременнмн ТАК в порах и тепловой трубой. Данный. АТ позволял отводить тепловой поток мощностью 500 Вт в течении 30 секунд, при этом температура испарительной части тепловой трубы не превышала 90°с.

Основные результаты и выводы

- Разработан новый класс Пористых порошковых АТ с фазовыми переходами в качестве охладителей силовых полупроводниковых приборов, систем отопления и кондиционирования;

-Проведены экспериментальные исследования процессов

Гидродинаники и теплообмена при изменении ряда параметров ТТ и АТ.

-Исследованы теплофизическне своЙсМа спеченных порошковых

структур на основе меди для АТ а юкрокок диапазоне температур.

-Усовершенствована математическая модель пористого АТ, изготовленного из йысокогешюпроводного натерйала с наличием фазовых переходов А Г с низкой теплопроводностью (парафин).

-Проведены экспериментальные исследования процессов нестационарного теплообнена в пористых Порошковых структурах, заполненных фазопеременным веществом при • различных плотностях тепловых потоков и временах включения источника энергии.

-Даны оценки влияния теплопроводности, ТеплоеИ'костИ АТ и теплоты фазовых переходов на интенсивность теплоотвода от

источника тепловыделения.

-Разработаны новые конструкции тепловых труб применительно к аккумуляторам тепла с фазовыни переходами.

-Выбраны оптимальные параметры и конструкции AT с ТТ. -Разработана конструкция пористого порошкового AT для

охлаждения импульсно-нагреваемых тиристоров большой модности.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. P.A, Vityaz,V,ti.Vaslliev,V.KiSheleg " Heat Pipe Heat Accumulator for Power Thiristors Cooling " Proceedings of the 7th International . Heat Pipe Conference May 21-25 Minsk , U.S.S.R. 1990.

2. P.A. Vityaz . V.L. Vaeiliev » Kesidential HP Storage Block for Quik Water Heating " Proceedings of the eth International Heat Pipe Conference September 14 - IB , Beijing ,China 1992.

3. В. Л. Васильев, C.E. Зенькевкч, A..B. Нагорсккй 11 Исследования теплопередаюших характеристик теплооотводов с тепловыми трубами"в сб. Тепловые трубы к пористые теплообменники. МТМО,Минск

1S88, стр. 98-103.

4. П. А. Витязь,В. Л. Васильев,В. К. Шелег Аккумулятор тепла на основе тепловых труб для охлаждения силовых полупроводниковых приборов" Материалы недународной конф. по сохранении энергии, октябрь

1989г. г. Правец, Болгария, стр 144.. . 149.

5. В.К.Шелег,в.В.Сеннн,В.Л.Васильев ,с.Е.Зенькевич " Сравнени-тельная эффективность различных приемов сборки теплоотводов на ос-новетапловых труб" В сб. Высокг">нергетичвские процессы получения композиционный к порошковых иаделий," материалов и пгчрытий. Вышэйшая школа, Минск, 1989г.

8. А. С. N 1068908 СССР (22. 03. 1983г. ) .

7. А. С. N 1349873 СССР (08.07. 1987г. ).

8. А. С. И 1318782 СССР (17. 08. 1983Г- )

9. А. с. N 147629В СССР (03. 01. 1989Г. )

10. А. с. И 1505233 СССР (03.01. 1888Г. )

П. А. с. н 1646679 СССР (24. 11. 1988Г. )

РИС 1. Зависимость температуры перегрева стеккк при кипении жидкостей'1- Фреон 12 на стенке, покрытой спеченным недным Порошком; 2-Фпеон 22 на стенке, покрытой спеченным меднымпорошкон; 3 - фреон 12 на гладкой поверхности;« - Фреон 22 на гладкой поверхности.

Рис 2. система измерения температур 1. . . В термопары. У^новлен'о.т в корпусе тепловой трубы;7 - подвижная термрпара в капилляре

ЛсТо 0

Ряс 3

К задаче нахождения температурного поля

Т,°С

ТТ N1 Р<36Ш

к

\

ж

12 3 4 6 8 7

а ю и \г 13 и 1Б

Рус 4.'Изменение температуры стенки ТТ по длине различных зон * экспериментальные значения температуры стенки ТТ и пара

50 40

£ 30

I

20

-♦- а * п

и а л Л

&

... О

103 200 ООО 400 600 ВШ 700

Рис. В 3

Зависимость ДТ пульсаций от мощности!* - Нн 0" 6,0 си !

о - Ин - 10, 5 СМ3 ¡Л - Ми 0- 12, 1 см3! о - Ин 0- 20,0 СМ3 )

+ - Н , » 23, 2 см3 «2°

4 Б б 7 8 8 Ю 1112 13 14 16 18 17 18 1В 20 21 22 23 24 26

N.

'нго

Рис. в

Зависимость ЛТ пульсаций от массы теплоносителя

Рис. 7

Схема телловов модели аккумулятора тепла

Рис.8. Экспериментальный образец ЛТ. 1-исгочник тепла;2-теплоприем-

ное основание; 3-ТГ; 4-секция аккумулятора; В- КПС ТТ; 6-ТАМ; 7-К.ПС АТ.

Рис. 9. Зависимость температуры теплстриекного основания АТС) и

средней температуры секция аккумулятора (О)от времени работы.

ВАСИЛЬЕВ Вектор Леонардович

РАЗРАБОТКА ПОРИСТЫХ ПОРОШКОВЫХ АККУНУПЯТОРОВ ТЕПЛА НА ВАЗЕ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ ДЛЯ ТЕРНОСТАБИЛИЗАЦНИ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ

специальность ОЗ.14.04 - промышленная теплоэнергетика

■ Автореферат диссертации на -.онскание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 1В. 04.1993 г.

Формат 60x84x16. Буи. тип. N2. Почать офсетная.

Уч.-изд. л. 1,35. Усл. печ. л. 1, а: Тираж 100. Заказ 53

Бесплатно.

Отпечатано на ротапринте АНК "Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова" АН Беларуси. 220072, Минск, ул. П. Врояки, 18.