Приборы и методы исследования процессов тепломассообмена на основе вихревых диффузорных устройств малых габаритов

• Автор: Вилякина, Евгения Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Ф Условные обозначения

Глава 1. Состояние вопроса. Цели исследования

ф 1.1. Обзор исследований по системам охлаждения и обеспечения

теплового режима радиоэлектронных приборов

1.2. Обзор исследований по диффузорным вихревым устройствам

1.3. Исследование масштабного фактора в вихревых устройствах

_ 1.4. Цели и задачи исследования

Глава 2. Анализ предельных энергетических характеристик

2.1. Анализ термодинамической эффективности

преобразования энергии в поточных тепловых машинах

^ 2.1.1. Эксергетический коэффициент полезного действия

самовакуумирующейся вихревой трубы
2.2. Применение теории подобия для исследования термодинамических процессов в диффузорных устройствах
2.3. Метод расчета характеристик самовакуумирующейся
ф вихревой трубы
2.5. Выводы по 2 главе
Глава З.Пути повышения термодинамической эффективности
вихревых диффузорных устройств

3.1. Пути повышения энергетической эффективности СВТ
3.2. Исследования вихревого вакуум-насоса
3.3. Выводы по 3 главе

Глава 4. Экспериментальное исследование самовакуумирующейся Ф вихревой трубы малых и сверхмалых габаритов
4.1. Экспериментальная установка самовакуумирующейся
вихревой трубы и инструментировка
4.1.1. Анализ погрешностей результатов исследования
4.2. Исследование масштабного фактора
ф 4.2.1. Исследование геометрических и режимных параметров
самовакуумирующейся вихревой трубы
4.3. Выводы по 4 главе
Глава 5. Приборы и аппараты на основе вихревых диффузорных
устройств
5.1. Прибор для охлаждения пирометра ГТД
5.2. Вихревые системы термостабилизации
5.3. Прибор для измерения влажности воздуха
5.4. Вихревой плазмотрон
Ф 5.5. Устройства по криодиструкции для медицины
5.5.1. Бор стоматологический
5.5.2. Приборы для охлаждения тканей
5.6. Выводы по 5 главе
Заключение

Литература
Приложения

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ф Ь, м — ширина сопла вихревой трубы;
_ Ср, Су, изобарная и изохорная теплоемкости, соответственно;
• кг • К
Огр, м — диаметр вихревой трубы;
Р,„ м — диаметр диффузора;
Б, = од/о1р — относительный диаметр диффузора;
б[1С? м — диаметр пассивного сопла
б„с = бмс/Отр — относительный диаметр пассивного сопла;
Рс, м2 — площадь тангенциального ввода;
Е = Е/О,,, —относительная площадь тангенциального ввода;
С с / зр
в, кг/с — массовый расход газа;
И, м — высота сопла вихревой трубы;
И = Ь/01р — относительная высота сопла вихревой трубы;
Дж/кг — энтальпия;
^ к — постоянная адиабаты;
Е„.ю м — длина вихревой камеры;
Еик = Б /01р— относительная длина вихревой камеры;
,ф м — длина пассивного сопла;
Спс = (?,,с /Отр — относительная длина пассивного сопла;
М — число Маха;
Ы, Вт — подаваемая мощность;
п — коэффициент эжекции;
ф р, Па — давление газа;
ц, Вт/м2 — плотность теплового потока;
с](Х) —газодинамическая функция расхода;
Я, Дж/(кг-К) — газовая постоянная;
II,, м —-радиус сопряжения между вихревой камерой и диффузором;

При увеличении тепловой нагрузки давление на выходе из диффузора р 4 ос-тается равным атмосферному давлению, а температура Т4 будет выше Т] на величину АТ (см. табл. 2.1, цикл изображен на рис. 2.7 (б)), ф Таблица 2
N. Вт АТ,К У,м3/кг
10 0,38 0,842
20 0,80 0,843
50 1,90 0,846
100 3,8 0,852
150 5,70 0,857
200 7,60 0,863
300 11,4 0,874

л = 2,5; N = 0 (см. рис. 2.8 (аУ).
О = 32,97-10‘3 кг/с; к = 1,395; Ср= 1,013-^-, ДЙтах =0,118.
кг • К
А„ = 0; рн=1,0-105 Па; Т„ = 293,0 К; У„ = 0,84 м3/кг.
# А., = 0; р, =2,50-105 Па; Т| = 293,0К; V, = 0,34 м3/кг.
А.2 = 1,0; р2 = 1,32-105 Па; Т2 = 244,7 К; У2 = 0,53 м3/кг.
р3 = 0,8-105 Па [89]; Т3 = 291 К; У3 = 1,05 м3/кг.
При наличии тепловой нагрузки N = 10 - 300 Вт (см. табл. 2.2, рис. 2.8 (б)).
Таблица 2
N. Вт АТ,К У,м3/кг
10 0,3 0,842
20 0,6 0,843
50 1,5 0,845
100 3,0 0,850
150 4,5 0,854
200 6,0 0,858
300 9,0 0,867