Теплогідравлічні процеси в контурних теплових трубах з капілярним насосом на основі оксиду алюмінію - Автореферат

Національний технічний університет України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі атомних електричних станцій та інженерної теплофізики Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” (НТУУ “КПІ”) Міністерства освіти і науки України. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, академік НАН України Мацевитий Юрій Михайлович, Інститут проблем машинобудування ім. Захист дисертації відбудеться „16” грудня 2003 р. о 15 годині на засіданні вченої ради Д26.002.09 в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, Київ, пр. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, Київ, пр.Однак, слід відзначити, що в системах термостабілізації та охолодження обєктів, які рухаються з прискоренням або у яких існує необхідність функціонування теплових труб при довільній орієнтації у полі сили тяжіння чи передавання значних теплових потоків, їх використання обмежене. Існуючий рівень розвитку технологій КТТ не дозволяє забезпечити їх повного використання, що в першу чергу обумовлено складністю досягнення надійності їх роботи. № 0100U002018 “Теоретичні обґрунтування і створення нових капілярних структур та методів підвищення ефективності алюмінієвих випарювально - конденсаційних систем, що забезпечують економіюенергетичних і матеріальних ресурсів у екологічно чистих технологіях” за координаційним планом науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України. Для досягнення вищевказаної мети необхідно було вирішити такі основні задачі: 1.Розробити КС на основі оксиду алюмінію, призначену для використання в капілярних насосах КТТ. Провести теоретичні та експериментальні дослідження теплових процесів в КТТ, капілярні насоси яких виготовлено із перспективних КС на основі оксиду алюмінію та розробити методи підвищення ефективності алюмінієвих КТТ.Аналіз стану розвитку КТТ свідчить, що: не вирішені питання підвищення надійності КТТ; недостатньо вивчені процеси в КТТ з капілярними структурами на основі технологічних і доступних порошків оксидів та карбідів; не вивчені проблеми низької ефективності КТТ з високотеплопровідним матеріалом корпусу і не визначені шляхи їх вирішення; не вирішені питання отримання розрахунку температурного поля корпусу КТТ. Для використання в КТТ було отримано КС - високопористу оксидну кераміку на основі ультрадисперсного порошку оксиду алюмінію із середнім розміром часток 0,5-1,0 мкм та дрібнодисперсного порошку оксиду алюмінію із середнім розміром часток 5-10 мкм. Для дослідження основних теплотехнічних характеристик КТТ з капілярним насосом на основі оксиду алюмінію були розроблені та виготовлені експериментальні зразки циліндричних КТТ (табл. За результатами експериментальних досліджень розподілу пор за розмірами для КС КТТ були отримані емпіричні залежності, які з похибкою ±18% дозволяють оцінювати максимальні (мінімальні) значення діаметрів пор від пористості КС: - із дрібнодисперсного порошку оксиду алюмінію у діапазонах dmakc = 7-18 мкм і dc = 2 - 6 мкм: , (1) Аналіз даних показав, що рідинну проникність можна розраховувати по відомій формулі з похибкою ± 20% для КС із дрібнодисперсного порошку оксиду алюмінію у діапазонах К = (2,4 - 12,6) • 10-14 м2 і КС із ультрадисперсного порошку оксиду алюмінію у діапазонах К = (0,015 - 0,045) • 10-14 м2У дисертації виконано нове вирішення науково-технічної проблеми, яка полягає в підвищенні теплової ефективності і надійності КТТ за рахунок застосування в їх капілярних насосах високотехнологічних капілярних структур на основі оксиду алюмінію та нових конструкторсько-технологічних рішень алюмінієвих КТТ. Для досягнення вказаних цілей дослідження носили комплексний характер і були спрямовані на узгодження властивостей та характеристик розроблених КС, конструктивних особливостей КТТ з вимогами, що предявляються до них. Результати теоретичних, експериментальних досліджень теплогідравлічних процесів в КТТ дали можливість підвищити теплову ефективність і надійність алюмінієвих та мініатюрних КТТ, одержати методи розрахунку КТТ з капілярними насосами на основі оксиду алюмінію. За результатами роботи можна сформулювати наступні основні наукові та практичні висновки: Вперше досліджені та отримані структурні, капілярно-транспортні, теплофізичні і міцностні властивості розроблених КС на основі оксиду алюмінію: пористості, розподілу пор за розмірами, максимального капілярного тиску, крайових кутів змочуваності, рідинної проникності, каркасної та ефективної теплопровідності, міцності при стисненні в діапазоні пористості П = 0,58 - 0,72. Для розрахування рідинної проникності розроблених КС із дрібнодисперсного порошку оксиду алюмінію у діапазонах К = (2,4 - 12,6) • 10-14 м2 і КС із ультрадисперсного порошку оксиду алюмінію у діапазонах К = (0,015 - 0,045) • 10-14 м2 можна використовувати формулу (5) з похибкою ±20 %.

ОСНОВНИЙ зміст роботи