No abstract

No abstract

Пульсаційні теплові труби (ПТТ) є високоефективними теплопередавальними пристроями та одним із найновіших видів теплових труб. Одним із перспективних напрямків їх застосування є використання у якості основних теплопередавальних елементів рекуперативних теплообмінних апаратів, що знайшли широке застосування в енергетиці, енергозбереженні, хімічній та харчовій промисловості. Cеред актуальних напрямків досліджень в області таких теплообмінників важливим є вивчення впливу витрат теплоносіїв на характеристики цих апаратів. Для кращого розуміння цих впливів доцільно проводити подібні дослідження не тільки на теплообмінних апаратах в цілому, але і на їх основних елементах, тобто пульсаційних теплових трубах. В роботі приведено результати експериментальних досліджень впливу витрати охолоджуючого середовища на теплопередавальні характеристики мідної одновиткової замкненої ПТТ з теплоносієм водою та коефіцієнтом заповнення 45%. Внутрішній діаметр ПТТ складав 3,1 мм, загальна довжина – 212 мм, довжина зони нагріву – 70 мм, довжина зони конденсації – 142 мм. ПТТ було досліджено у вертикальному положенні з нагрівом знизу в діапазоні підведених теплових потужностей 10-140 Вт. Витрата охолоджувальної води складала 2,9-7 г/с, а її температура 10-15°С. В результаті проведених досліджень було з’ясовано, що при витраті 2,9 г/с перепад температур та термічний опір ПТТ на 20-22% нижчий, а переданий тепловий потік на 35% більший, ніж при вищих значеннях витрати. При цьому зміна витрати в діапазоні 4,5-7 г/с не здійснює помітного впливу на перепад температур та термічний опір ПТТ. Виходячи з цього, для збільшення коефіцієнту теплопередачі в теплообмінних апаратах на ПТТ можна рекомендувати зменшення витрати холодного теплоносія.

Aluminium and copper heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structure are high effective heat transfer devices. They are used in different cooling systems of electronic equipment like a LED modules, microprocessors, receive-transmit modules and so on. However, thus heat pipes have heat transfer limitations. There are few types of these limitations: hydraulic limitation, boiling limitation, liquid entrainment by vapor flow and sonic limitation. There is necessity to know which one of these limitations is determinant for heat pipe due to design process. At a present article calculations of maximum heat transfer ability represented. All these calculations were made for LED cooling by using heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structures. Pentane, acetone, isobutane and water were used as a coolants. It was shown that the main operation limit for axial grooved heat pipe, which determinate maximum heat transfer ability due to inclination angle for location of cooling zone higher than evaporation zone case, is entrainment limit for pentane and acetone coolants. Nevertheless, for isobutane coolant the main limitation is a boiling limit. However, for heat pipes with metal fibrous capillary structure the main limitation is a capillary limit. This limitation was a determinant for all calculated coolants: water, pentane and acetone. For high porosity range of capillary structure, capillary limit transfer to sonic limit for heat pipes with water, that means that the vapor velocity increases to sonic velocity and can’t grow any more. Due to this, coolant cant in a needed quantity infill condensation zone and the last one drained. For heat pipes with acetone and pentane, capillary limit transfer to boiling limit. All calculations were made for vapor temperature equal to 50°C, and for porosity range from 30% to 90%.