Гідравлічні і тепломасообмінні дослідження двофазних контурів систем терморегулювання наземного та аерокосмічного обладнання
Анотація
Об’єкт дослідження – двофазні контури систем терморегулювання.
Мета роботи - дослідження гідродинамічних та тепломасообмінних процесів капілярних насосів з нових матеріалів для визначення максимальної
теплопередавальної спроможності та термічного опору двофазних контурів.
Метод дослідження - аналіз інформаційного матеріалу стосовно
сучасного стану досліджень гідродинамічних та тепломасообмінних
характеристик капілярних насосі двофазних контурів; створення методик
розрахунків, як цілих двофазних контурів, так і їх окремих елементів,
теоретичне та експериментальне вивчення тепломасообмінних процесів в таких
системах.
В результаті виконання робіт створено наукове підґрунтя для розробки
ефективних і технологічних автономних двофазних систем з парогенеруючими
капілярними насосами, які мають широкі можливості використання для
космічного та наземного устаткування. Розроблено фізичну та математичну
моделі функціонування капілярно-транспортних насосів з нових матеріалів на
основі металевих волокон, які дозволяють визначати теплотранспортну
спроможність та термічний опір двофазних контурів систем терморегулювання
в умовах довільної орієнтації зон теплопідводу та тепловідводу. Проведено
аналітичне моделювання процесу взаємодії пари теплоносія та рідини, які
рухаються у каналах двофазних систем, маючи спільну границю взаємодії.
Розроблено методики та обладнання для дослідження гідродинамічних та
теплообмінних характеристик нових капілярних структур та проведено їх
кількісну оцінку. Розроблено методику розрахунків теплотехнічних параметрів
нових капілярно-пористих структур. Отримано нові результати, які складають
базу для побудови альтернативної моделі функціонування двофазних систем з
капілярними насосами. Проведено наукове обґрунтування вимог щодо
4
розробки та конструювання перспективних двофазних систем
терморегулювання.
Результати роботи впроваджені в навчальний процес у новому учбовому
розділі «Тепломасообмін у пористому середовищі», для лекційних курсів
«Тепломасообмін», «Моделювання процесів тепломасообміну за допомогою
ПК» «Методи дослідження процесів тепломасообміну». Розроблені
устаткування та методики були використані при виконанні 5 бакалаврських і 4
магістерських робіт. Результати роботи також впроваджуються у дисертації
докторанта Батуркіна В.М. По темі роботи опубліковано 5 статей, зроблено 16
доповідей на конференціях, отримано 3 патенти України на корисну модель.
В рамках виконання теми № 2930ф були розроблені основні підходи до
технології виготовлення малогабаритних систем охолодження. Ця технологія
була апробована у новому типі системи охолодження на основі теплової труби
для транзистора FLL 2001B у приладовому блоці АИ315, який розроблено та
випускається підприємством ВАТ “АТ НДІРВ”. Запропонований та
опрацьований підхід щодо використання систем охолодження з тепловими
трубами дав можливість підняти потужність транзистора з 25 Вт до 51 Вт із
збереженням його температурного режиму.
Отримані результати будуть використані в конструкторсько-
технологічних розробках ефективних капілярних насосів двофазних контурів
систем забезпечення теплових режимів приладів космічного призначення і
енергозберігаючого обладнання.
Опис
Ключові слова
двофазні контури, капілярні насоси, металоволокниста капілярно-пориста структура, гідродинамічні тепломасообмінні процеси, термічний опір, теплопередавальна спроможність
Бібліографічний опис
Гідравлічні і тепломасообмінні дослідження двофазних контурів систем терморегулювання наземного та аерокосмічного обладнання : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ "КПІ" ; кер. роб. В. Батуркін. - К., 2008. - 257 л. + CD-ROM. - Д/б №2930-ф