Методы расчета тепловых режимов систем термостатирования с газонаполненными тепловыми трубами

• Автор: Беляков, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 190 c. : ил

Глава первая. Физические основы теплопередачи в тепловых трубах
1. Принцип работы тепловой трубы
2. Примеры применения тепловых труб в электронных аппаратах
3. Тепловые трубы - стабилизаторы температуры
4. Газонаполненные тепловые трубы
Глава вторая. Стационарный тепловой режим газонаполненной тепловой трубы
5. Коэффициент усиления ГГТ
6. Проектирование ГТТ
Глава третья. Динамические характеристики ГТТ
7. Влияние источника теплоты
8. Изменение температуры среды
9. Колебание температуры охлаждающей жидкости
Глава четвертая. Термостатирование объектов с помощью ГТТ ... %7
10. Математическая модель термостата
11. Оценка времени выхода термостата в стационарный режим
Глава IIятая. Экспериментальное исследование термостатируицих
устройств
12. Стенд для проведения экспериментальных исследований и конструкции ГТТ
13. Стационарный тепловой режим ГТТ
14. Динамические характеристики ГТТ
15. Термостаты с типовым ГТТ
16. Термостаты специальной конструкции
Заключение
Литература
Приложение
Актуальность проблемы. Высокая точность и надежность являются основными требованиями, которые предъявляются к работе современных объектов приборостроения. Во многих случаях это требование сводится к необходимости обеспечить соответствующий тепловой режим функционирования для наиболее термозависимых элементов, блоков или устройств в целом. Поэтому особое значение приобретает задача термостабилизации различных объектов.
В последние годы предметом интенсивных исследований являются термостатирующие устройства, использующие испарительно-конденсационный принцип переноса теплоты. Данный принцип реализуется в газонаполненных тепловых трубах (ГТТ') газонаполненных термосифонах (ГТС) . Это устройство позволяет с высокой эффективностью решать следующие задачи: обеспечивать перенос большого количества теплоты при малых перепадах температур и минимуме тепловых потерь разделять в пространстве тепловой поток на несколько трактов с различной нагрузкой; трансформировать плотность теплового потока, т.е. осуществлять возможность ее увеличения или уменьшения; вырав нивать и регулировать температуру объекта; и реализовать устройство с функцией теплового диода и т.д.
Предшественником тепловой трубы является так называемая труба Перкинса - замкнутый вытянутый полый сосуд частично заполненный жидкостью. При подводе теплоты извне жидкость в ней испаряется: пары переносятся к другому концу трубы, конденсируются и под действием сил гравитации жидкость возвращается в исходное положение. Эти устройства термосифоны были изобретены Перкинсом в 1897 г. и использовались в хлебопекарном производстве, а затем нашли другие применения. В 1942 г. в США был выдан Гоглеру патент на усовершенствование термосифона, на внутренние стенки которого
(5)
где Тьиъ Т|а , Т*Ь - температуры стенки трубы, пара, охлаждающей жидкости, 13 < - тепловое сопротивление между наружной поверхности тепловой трубы и паром; Вэд - тепловое сопротивление между паром я охлаждающей жидкостью; 13?- полное тепловое сопротивление трубы.
Условия равенства давлений в области испарения конденсации и резервуара ГТТ:
Рн - Ргк “ рБ-* |рг«Г*
(6)
и сохранения массы инертного газа в ГТТ:
Г - 1ГП* 4 1т у - И }
(7)
где ГЛ*?- массы инертного газа в области конденсации и *( *
резервуара.
Из уравнений (4) следует, что
Т$,Ы< - 13Т Р ■* Т-2» . (8)
Твидовое сопротивление Язц участка конденсации определяется условиями теплообмена на внешней и внутренней поверхностях тепловой трубы и связано с положением границы раздела между паром парогазовой смесью в трубе. Если граница раздела пар-газ совпадает с началом участка конденсации, то поверхность конден-