Способ работы электрогидродинамической тепловой трубы Советский патент 1992 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обеспечения тепловых режимов различных узлов и элементов в радиоэлектронной и электротехнической промышленности.

Известно теплопередающее устройство (а.с. № 1467356, МКИ F 28 D 15/02), в котором для увеличения теплопередающей способности тепловой трубы накладывают постоянное электрическое поле в зоне конденсации. Недостатками этого способа является тот факт, что электрическое полз увеличивает коэффициент теплоотдачи, что практически не меняет теплопередающей способности тепловой трубы (отношение отводимого тепла к подведенному.

В качестве прототипа можно рассмотреть способ работы тепловой трубы путем испарения теплоносителя и последующей его конденсации при одновременном воздействии электрическим полем (Изв. АН ССР Молдовы, Физика и техника, 1990, № 3, с. 39-44). Недостатком данного способа является временное увеличение теплопередающей характеристики.

Цель изобретения - повышение тепло- передающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно на трубу воздействуют постоянным электрическим полем и определяют время достижения максимального значения ее теплопередающей характеристики, после чего электрическим полем воздействуют в импульсном режиме с частотой f следования импульсов в диапазоне 1/2 Гт f 2/Тт . В момент включения поля происходит изменение условий (смещение фазового равновесия, деформация пленки конденсата, увеличивается теплота фазового перехода и др), которые способствуют увеличению отводимого тепла конденсатором, однако со временем эти переходные процессы выравниваются, возвращая теп- лопередающую характеристику в первоначальное состояние, для поддержания нестационарных условий в конденсаторе и применяется импульсное воздействие электрического поля. В отсутствие электрического поля в стационарных условиях устанавливается какая-то разность температур между поверхностью теплообмена (т.Ст и паром (tn), обеспечивающая отводимый тепловой поток (ОКО). В момент включения поля разность температур какое-то время (примерно, rm ) будет оставаться неизмен(/)

С

о со со

4 00

ной, что приведет в этот момент к большому отводимому теплу конденсатором (QKE), (теплофизика высоких температур, 1978, т. 16 № 3, с. 576-582) постепенно разность температур (tn - tcr) уменьшается, выравни- вая значения Око и QKE. Поддержание этого переходного состояния и является существенным отличием данной заявки.

Способ осуществляется следующим образом.

Во время работы электрогидродинамической тепловой трубы на зону конденсации накладывают электрическое поле в импульсном режиме с частотой следования импульсов f, выбранное из диапазона 1/2rm f 2/ rm . Нижнее и верхнее ограничение частоты связаны с отсутствием эффекта вне этого диапазона, по крайней мере его величина в пределах погрешности эксперимента.Прибольшойчастоте электрогидродинамические преобразования не успевают достаточно развиться, что практически не изменяет теплопередаю- щую характеристику. При меньшей частоте поля тепловая труба не успевает завершить электродинамические преобразования, приводя к неустойчивому (колебательному) режиму ее работы, снижая теплопередаю- щие характеристики.

Проверка способа осуществляется на тепловой трубе, работающей в режиме термосифона, выполненной из нержавеющей стали диаметром 28/24 мм и длиной 240 мм. В качестве теплоносителя использовался хладон 113.

На чертеже показано изменение отводимого тепла от конденсатора, определяемого по расходу и нагреву охлаждающей воды (в опытах расход не менялся, поэтому изменение разности температур, фиксируе- мая самопишущим микровольтметром типа Н 3012 однозначно показывает изменение

отводимого теплового потока). В отсутствии электрического поля теплопередающая характеристика составляла: Ок/Qn 0,65 (на чертеже соответствует At O.OSmV). После включения поля ( ГЕ) (Е 60 кВ/см у поверхности теплообмена) отводимый тепловой поток возрастает достигая своего максимального значения QK/Q,-, 0,81 при тт . Через некоторое время теплопередающая характеристика возвращается в первоначальное состояние. Время с момента включения поля ГЕ до достижения максимального значения тт и принимает в качестве характерного времени. В нашем опыте оно составляло примерно 20 сек. При импульсном воздействии электрического поля с периодом следования импульсов 12 сек(гт ) теплопередающая характеристика возрастает до 0,76, что составляет 17% от теплопередающей характеристики в отсутствии электрического поля.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяетувеличить тепло- передающую характеристику тепловой трубы, легко управляя ее величиной. Формула изобретения Способ работы электрогидродинамической тепловой трубы путем испарения теплоносителя и последующей его конденсации при одновременном воздействии электрическим полем, отличающий- с я тем, что, с целью повышения теплопередающей способности, предварительно на трубу воздействуют постоянным электрическим полем и определяют время гт достижения максимального значения ее теплопередающей характеристики, после чего электрическим полем воздействуют в импульсном режиме с частотой f следования импульсов, лежащей с диапазоне 1/2 гт .

Сущность изобретения. На трубу воздействуют постоянным электрическим полем. Определяют время тт достижения максимального значения ее теплопередаю- щей характеристики. После этого электрическим полем воздействуют в импульсном режиме с частотой следования импульсов в диапазоне 1/7тт.2/гт . 1 ил.

At,rnV