Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2021, № 5-6, с. 46-52.
DOI: 10.15222/TKEA2021.5-6.46
УДК 536.248.2
Візуалізація процесів пароутворення у двофазному термосифоні за різної його орієнтації в просторі
(українською мовою)
Мельник Р. С., Ліпніцький Л. В., Ніколаєнко Ю. Є., Кравець В. Ю., Пекур Д. В.*
Україна, м Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, *ІФН ім. В. Є. Лашкарьова НАН України.
Досліджено вплив орієнтації в просторі двофазного скляного термосифона, заповненого етанолом, на процеси пароутворення за потужності нагрівача 30 Вт за вихідного коефіцієнта заповнення зони випаровування 100%. Проведено відеозйомку процесів пароутворення з частотою 240 кадрів за секунду з наступним розділенням отриманих даних на окремі кадри. Виявлено, що у разі інтенсивного кипіння за кутів нахилу термосифона 5—45° певна частина теплоносія завжди знаходиться поза межами зони нагріву, що зменшує її фактичний коефіцієнт заповнення. Чим менше кут нахилу, тим ця частина більше, а коли він складає 5°, зона нагріву в певні проміжки часу повністю осушується, що може призводити до передчасних кризових явищ.
Ключові слова: термосифон, орієнтація в просторі, візуалізація, генерація пари.
Дата подання рукопису 21.09 2021
Використані джерела
-
Mudawar I. Assessment of high-heat-flux thermal management schemes. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 2001, vol. 24, iss. 2, pp. 122-141. https://doi.org/10.1109/6144.926375
-
Aranzabal I., Alegria I.M., Delmonte N. et al. Comparison of the heat transfer capabilities of conventional single-phase and two-phase cooling systems for electric vehicle IGBT power module. IEEE Transactions on Power Electronics, 2019, vol. 34, iss. 5, pp. 4185-4194. https://doi.org/10.1109/TPEL.2018.2862943
-
Nikolaenko Y.E., Alekseik E.S., Kozak D.V., Nikolaienko T.Y. Research on two-phase heat removal devices for power electronics. Thermal Science and Engineering Progress, 2018, vol. 8, pp. 418-425, https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.09.012
-
Безродный М.К., Пиоро И.Л., Костюк Т.О. Процессы переноса в двухфазных термосифонных системах. Теория и практика. Киев, Факт, 2005, 704 с.
-
Кравець В.Ю. Теплообмін в мініатюрних випаровувально-конденсаційних системах охолодження. Автореф. дис. … д.т.н., спец. 05.14.06, Київ, 2016, 41 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/18462
-
Kravets V., Alekseik Ye., Alekseik O. et al. Heat pipes with variable thermal conductance property developed for space applications. Joint 18th IHPC and 12th IHPS, Jeju, Korea, 2016, pp. 103-110. https://www.researchgate.net/publication/312017754
-
Xie D., Sun Y., Wang G. et al. Significant factors affecting heat transfer performance of vapor chamber and strategies to promote it: A critical review. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, vol. 175, art. no. 121132. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121132
-
Siedel S., Robinson A.J., Kempers R., Kerslake S. Development of a naturally aspired thermosyphon for power amplifier cooling. Journal of Physics: Conference Series, 2014, vol. 525, no. 1, art. no. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/525/1/012007.
-
Nadjahi C., Louahlia-Gualous H., Le Masson S. Experimental study and analytical modeling of thermosyphon loop for cooling data center racks. Heat and Mass Transfer, 2020, vol. 56, pp. 121-142. https://doi.org/10.1007/s00231-019-02695-x
-
Li J., Tian W., Lv, L. A thermosyphon heat pipe cooler for high power LEDs cooling. Heat Mass Transfer, 2016, vol. 52, рр. 1541-1548. https://doi.org/10.1007/s00231-015-1679-z
-
Wu Y., Zhang Z., Li W., Xu D. Effect of the inclination angle on the steady-state heat transfer performance of a thermosyphon. Аpplied Sciences, 2019, vol. 9, art. no.3324. https://doi.org/10.3390/app9163324
-
Alammar A.A., Al-Dadah R.K., Mahmoud S.M. Numerical investigation of effect of fill ratio and inclination angle on a thermosiphon heat pipe thermal performance. Applied Thermal Engineering, 2016, vol. 108, pp. 1055-1065. http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.07.163
-
Payakaruk T., Terdtoon P., Ritthidech S. Correlations to predict heat transfer characteristics of an inclined closed two-phase thermosyphon at normal operating conditions. Applied Thermal Engineering, 2000, vol. 20, iss. 9, pp. 781-790. https://doi.org/10.1016/S1359-4311(99)00047-2
-
Smith K., Robinson A. J., Kempers R. Confinement and vapour production rate influences in closed two-phase reflux thermosyphons Part B: heat transfer. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 120, рр.1241-1254. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.046
-
Smith K., Kempers R., Robinson A.J. Confinement and vapour production rate influences in closed two-phase reflux thermosyphons Part A: flow regimes. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 119, рр. 907-921. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.10.049
-
Sichamnan S., Chompookham T., Parametthanuwat T. A case study on internal flow patterns of the two-phase closed thermosyphon (TPCT). Case Studies in Thermal Engineering, 2020, vol. 18, рр. 100586. https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100586
-
Shiraishi M., Terdtoon P., Murakami M. Visual study on flow behavior in an inclined two-phase closed thermosyphon. Heat Transfer Engineering, 1995, vol. 16, no. 1, pp. 53—59. URL: https://doi.org/10.1080/01457639508939845
-
Kim Y., Shin D.H., Kim J.S. et al. Boiling and condensation heat transfer of inclined two-phase closed thermosyphon with various filling ratios. Applied Thermal Engineering, 2018, vol. 145, pp. 328-342. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.09.037
-
Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. Москва, Атомиздат, 1976, 1008 с.
-
Толубинский В.И., Антоненко В.А., Кривешко А.А., Островский Ю.Н. Подавление пузырькового кипения в неподвижной пленке жидкости. Теплофизика высоких температур, 1977, т. 15, № 4, с. 822-827.
|