Визначення впливу геометричних факторів та виду теплоносія на термічний опір мініатюрних двофазних термосифонів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263180Ключові слова:
мініатюрний термосифон, інтенсивність тепловіддачі, термічний опір, тепловий потік, теплоносій, коефіцієнт заповненняАнотація
Приводяться експериментальні дані повного термічного опору мідних двофазних термосифонів з внутрішніми діаметрами 3 мм, 5 мм і 9 мм, довжиною 700 мм. В якості теплоносіїв використовувалися вода, етанол, метанол і фреон-113. При проведенні дослідження термосифони розташовувалися вертикально. Довжина зони нагріву змінювалася від 45 мм до 200мм, а довжина зони конденсації була постійною і складала 200 мм. Коефіцієнт заповнення термосифонів змінювався від 0,3 до 2,0. Було проведено дві серії експериментів. Перша серія відрізнялася тим, що коефіцієнт заповнення у трьох термосифонів з внутрішнім діаметром 9 мм змінювався від 0,3 до 0,8 при однаковій довжині зони нагріву 200 мм. Друга серія експериментів проводилася на термосифонах з внутрішніми діаметрами 3 мм та 5 мм. При однакової кількості теплоносія змінювалася довжина зони нагріву від 45 мм до 200 мм. В результаті досліджень було визначено, що на повний термічний опір термосифонів впливають як їх геометричні фактори (внутрішній діаметр і коефіцієнт заповнення) так і вид теплоносія. Основним фактором, який впливав на значення термічного опору, також був тепловий потік, що передавався. Збільшення теплового потоку приводило до суттєвого зниження термічного опору. Максимальний тепловий потік визначався при мінімальному термічному опору. Для розрахунку значення термічного опору термосифонів було отримано дві безрозмірні залежності, які справедливі для двох діапазонів чисел Рейнольдса. Для малих чисел Рейнольдса (до 2000), якій характеризує початок дії центрів пароутворення і поступово їх збільшення, показник ступеня був –0,8, а для більших чисел Рейнольдса аж до кризових явищ показник ступеня був на рівні –0,3
Посилання
- Bezrodniy, M. K., Pioro, I. L., Kostyuk, T. O. (2005). Protsessy perenosa v dvukhfaznykh termosifonnykh sistemakh. Teoriya i praktika. Kyiv: «Fakt», 704.
- Reay, D. A., Kew, P.A., McGlen R. J. (2014). Heat Pipes. Theory, Design and Applications. Butterworth-Heinemann. doi: https://doi.org/10.1016/c2011-0-08979-2
- Jouhara, H., Robinson, A. J. (2010). Experimental investigation of small diameter two-phase closed thermosyphons charged with water, FC-84, FC-77 and FC-3283. Applied Thermal Engineering, 30 (2-3), 201–211. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2009.08.007
- Juhara, H., Martinet, O., Robinson, A. J. (2008). Experimental study of small diameter thermosyphons charged with water, FC-84, FC-77 and FC-3283. 5-th European thermal-sciences conference.
- Kannan, M., Senthil, R., Baskaran, R., Deepanraj, B. (2014). An experimental study on heat transport capability of a two phase thermosyphon charged with different working fluids. American Journal of Applied Sciences, 11 (4), 584–591. doi: https://doi.org/10.3844/ajassp.2014.584.591
- Imura, H., Kusada, H., Oyata, J., Miyazaki, T., Sakamoto, N. (1977). Heat transfer in two-phase closed-type thermosyphons. Transactions of Japan Society of Mechanical Engineers, 22, 485–493.
- Noie, S. H. (2005). Heat transfer characteristics of a two-phase closed thermosyphon. Applied Thermal Engineering, 25 (4), 495–506. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2004.06.019
- Alammar, A. A., Al-Dadah, R. K., Mahmoud, S. M. (2016). Numerical investigation of effect of fill ratio and inclination angle on a thermosiphon heat pipe thermal performance. Applied Thermal Engineering, 108, 1055–1065. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.07.163
- Khazaee, I., Hosseini, R., Noie, S. H. (2010). Experimental investigation of effective parameters and correlation of geyser boiling in a two-phase closed thermosyphon. Applied Thermal Engineering, 30 (5), 406–412. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2009.09.012
- Kravets, V. YU., Pis'menniy, E. N., Kon'shin, V. I. (2009). Pul'satsionnye yavleniya v zakrytykh dvukhfaznykh termosifonakh. Zbirnyk nauk. prats SNUIaE ta P, 4 (32), 39–46.
- Alammar, A. A., Al-Dadah, R. K., Mahmoud, S. M. (2018). Effect of inclination angle and fill ratio on geyser boiling phenomena in a two-phase closed thermosiphon – Experimental investigation. Energy Conversion and Management, 156, 150–166. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.11.003
- Kravetz, V. Y., Alekseik, O. S. (2012). Boiling heat-transfer intensity on small-scale surface. International Review of Mechanical Engineering (I.RE.M.E.), 6 (3), 479–484. Available at: https://www.researchgate.net/publication/288306730_Boiling_heat-transfer_intensity_on_small-scale_surface
- Prisniakov, K., Marchenko, O., Melikaev, Yu., Kravetz, V., Nikolaenko, Yu., Prisniakov, V. (2003). About Complex Influence of Vibrations and Gravitational Fields on Serviceability of Heat Pipes in Composition of the Space-Rocket Systems. 54th International Astronautical Congress of the International Astronautical Federation, the International Academy of Astronautics, and the International Institute of Space Law. doi: https://doi.org/10.2514/6.iac-03-i.1.10
- Chi, C. (1981). Teplovye truby. Teoriya i praktika. Moscow: Mashinostroenie, 207.
- Ivanovskiy, M. N., Sorokin, V. P., YAgodkin, I. V. (1978). Fizicheskie osnovy teplovykh trub. Moscow: Atomizdat, 256.
- Robinson, A. J., Smith, K., Hughes, T., Filippeschi, S. (2020). Heat and mass transfer for a small diameter thermosyphon with low fill ratio. International Journal of Thermofluids, 1-2, 100010. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijft.2019.100010
- Jafari, D., Franco, A., Filippeschi, S., Di Marco, P. (2016). Two-phase closed thermosyphons: A review of studies and solar applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53, 575–593. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.002
- Pis’mennyi, E. N., Khayrnasov, S. M., Rassamakin, B. M. (2018). Heat transfer in the evaporation zone of aluminum grooved heat pipes. International Journal of Heat and Mass Transfer, 127, 80–88. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.07.154
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Vlаdіmіr Kravets, Valeriy Konshin, Dmytro Hurov, Mykyta Vorobiov, Ievgen Shevel
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
