RU2087391C1 - Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator - Google Patents

Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator Download PDF

Info

Publication number
RU2087391C1
RU2087391C1 RU93039155A RU93039155A RU2087391C1 RU 2087391 C1 RU2087391 C1 RU 2087391C1 RU 93039155 A RU93039155 A RU 93039155A RU 93039155 A RU93039155 A RU 93039155A RU 2087391 C1 RU2087391 C1 RU 2087391C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
heat exchanger
heat
temperature
coolant
Prior art date
Application number
RU93039155A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93039155A (en
Inventor
Игорь Глебович Богданов
Original Assignee
Игорь Глебович Богданов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Глебович Богданов filed Critical Игорь Глебович Богданов
Priority to RU93039155A priority Critical patent/RU2087391C1/en
Publication of RU93039155A publication Critical patent/RU93039155A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2087391C1 publication Critical patent/RU2087391C1/en

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering; cooling systems of space power plants. SUBSTANCE: heat-transfer agent contains substance which is liquid at maximum temperature of heat exchanger, for example, molten metal in which solid particles of substance are suspended; melting point of this substance is above above-mentioned temperature. This substance is not wettable with first substance within range of temperatures from this temperature to melting point of first substance, i.e. their contact angle is more than 90 deg. Heat- transfer agent is made from aluminium and contains particles of zirconium diboride, up to 40 mk in size; maximum working temperature is equal to 10 40 K. Densities of components of heat-transfer agent which are in liquid and solid phases differ by more than 5 percent at maximum working temperature. Coefficient of thermal radiation of solid particles exceeds similar parameter of other component of heat-transfer agent within working temperature range of heat exchanger-radiator. One of linear sizes of solid particle is more or less than other its sizes by two times, thus it has form of elongated rod or flattened plate. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl

Description

Изобретение относится к области космической техники, а конкретнее к системам охлаждения космических энергоустановок. The invention relates to the field of space technology, and more particularly to cooling systems for space power plants.

Наиболее близким аналогом является жидкий теплоноситель капельного теплообменника-излучателя, то есть состоящий из вещества, являющегося жидкостью при температуре входа капельного теплообменника-излучателя. Этот теплоноситель испытывает прямой тепловой контакт с охлаждаемым объектом за счет теплопроводности, забирает у него тепло, выбрасывается генератором капель через сопло в космическое пространство, образуя при этом капли с формой, близкой к сферической, перемещается по направлению к коллектору, радиационно охлаждаясь, при этом захватывается коллектором, и цикл повторяется (Мэттик А. Т. Тауссиг Р.Т. Системы с капельным радиатором для терморегулирования в космической технике. The closest analogue is the liquid coolant of the drip heat exchanger-emitter, that is, consisting of a substance that is a liquid at the inlet temperature of the drip heat exchanger-emitter. This coolant experiences direct thermal contact with the object being cooled due to heat conduction, takes away heat from it, is emitted by the droplet generator through the nozzle into outer space, forming droplets with a shape close to spherical, moves towards the collector, radiatively cooling, while being captured by the collector, and the cycle repeats (Mattik A.T. Taussig R.T. Systems with a drip radiator for temperature control in space technology.

Недостатками этого теплоносителя является малый коэффициент теплового излучения капли, формируемой из него генератором капель (невозможность формирования из него капель с радиусом меньше 50 микрон), а также малое отношение мощности капельного теплообменника-излучателя, использующего этот теплоноситель, к его весу. The disadvantages of this coolant are the small coefficient of thermal radiation of the droplet formed from it by the droplet generator (the inability to form droplets from it with a radius of less than 50 microns), as well as the small ratio of the power of the droplet heat exchanger-radiator using this coolant to its weight.

Технической задачей изобретения является увеличение отношения мощности капельного теплообменника-излучателя к его весу. An object of the invention is to increase the ratio of the power of the drip heat exchanger-emitter to its weight.

Задача решается тем, что теплоноситель капельного теплообменника-излучателя, содержащий вещество, являющееся жидкостью при максимальной рабочей температуре капельного теплообменника-излучателя, например, жидкий металл, снабжен твердыми частицами другого вещества, находящегося в нем в виде взвеси, температура плавления которого выше этой температуры и которое не смачивается первым веществом в диапазоне рабочих температур от этой температуры до температуры плавления первого вещества, то есть краевой угол при их контакте превышает 90 градусов, например, он содержит жидкий алюминий и частицы размером 40 микрон диборида циркония, находящиеся в жидком алюминии в виде взвеси, а максимальная рабочая температура составляет 1040 градусов Кельвина. Плотность веществ, составляющих теплоноситель и находящихся в твердой и жидкой фазе при максимальной рабочей температуре, различаются при ней более чем на 5 процентов. Коэффициент теплового излучения твердых частиц превышает аналогичный параметр другой компоненты теплоносителя в диапазоне рабочих температур теплообменника-излучателя. Один из линейных размеров частицы твердого вещества существенно, например, более чем в два раза больше или меньше остальных ее линейных размеров, например, она имеет форму вытянутого стержня или сплюснутой пластины. The problem is solved in that the coolant of the drip heat exchanger-emitter containing a substance that is liquid at the maximum operating temperature of the drip heat exchanger-emitter, for example, liquid metal, is equipped with solid particles of another substance in it in the form of a suspension, the melting temperature of which is higher than this temperature and which is not wetted by the first substance in the operating temperature range from this temperature to the melting temperature of the first substance, i.e., the contact angle exceeds 90 g at their contact adusov, for example, it contains the liquid aluminum and particles size of 40 microns of zirconium diboride, are in liquid aluminum in the form of a slurry, and the maximum use temperature of 1040 degrees Kelvin. The density of the substances that make up the coolant and are in the solid and liquid phase at the maximum operating temperature differ by more than 5 percent. The coefficient of thermal radiation of solid particles exceeds a similar parameter of another component of the coolant in the operating temperature range of the heat exchanger-emitter. One of the linear dimensions of a solid particle is substantially, for example, more than two times larger or smaller than its other linear dimensions, for example, it has the shape of an elongated rod or a flattened plate.

Такое выполнение теплоносителя капельного теплообменника-излучателя позволит увеличить коэффициент теплового излучения капель теплоносителя и дополнительно дает возможность отделения от сформированных капель теплоносителя во время их радиационного охлаждения в космическом пространстве отдельных частиц твердого вещества, которые также радиационно охлаждаются, что значительно увеличивает общую, суммарную с каплями поверхность радиационного излучения тепла без увеличения массы теплоносителя. Эти два фактора приводят к увеличению мощности капельного теплообменника-излучателя без увеличения его веса. This embodiment of the heat transfer agent of the droplet heat exchanger-radiator will increase the coefficient of thermal radiation of the heat transfer droplets and additionally makes it possible to separate from the formed heat transfer droplets of the individual particles of solid matter that are also radiation-cooled, which significantly increases the total surface total with the drops radiation radiation of heat without increasing the mass of the coolant. These two factors lead to an increase in the power of the drip heat exchanger-radiator without increasing its weight.

Твердые частицы изготавливаются плазменным напылением порошков через маски. Маски изготавливают методом фотолитографии. Частицы изготавливаются такими, чтобы один из их линейных размеров был существенно, например, более чем в два раза больше или меньше остальных их линейных размеров. Например, изготавливаются узкие вытянутые пластины треугольного сечения с размерами: длина 40 микрон, ширина 15 микрон, толщина 5 микрон. Углы пластин сделаны округлыми, сглаженными. В случае, если твердые частицы сильно вытянуты, они могут иметь линейные размеры не только меньше выходного диаметра сопла генератора капель теплообменника-излучателя, но и больше этой величины. В последнем варианте сечение сопла сделано суживающимся по направлению к выходу и на его оси установление перегородка в виде пластины, соединяющей его края. Длина твердой частицы в этом случае не превышает двух диаметров сопла. Оптимальное соотношение по объему присутствующих в теплоносителе первого вещества и твердых частиц выбирается экспериментальным методом последовательного подбора. Ориентировочное соотношение две части первого вещества и одна часть твердых частиц. Частицы твердого вещества находятся в первом веществе в виде взвеси, которая, например, может быть получена перемешиванием этих веществ в центрифуге. Solid particles are made by plasma spraying of powders through masks. Masks are made by photolithography. Particles are made so that one of their linear dimensions is substantially, for example, more than two times larger or smaller than the rest of their linear sizes. For example, narrow elongated plates of triangular section are made with dimensions: length 40 microns, width 15 microns, thickness 5 microns. The corners of the plates are made rounded, smooth. If the solid particles are very elongated, they can have linear dimensions not only smaller than the outlet diameter of the nozzle of the generator of droplets of the heat exchanger-emitter, but also more than this value. In the latter embodiment, the nozzle cross section is made tapering towards the exit, and a partition is formed on its axis in the form of a plate connecting its edges. The length of the solid particle in this case does not exceed two nozzle diameters. The optimal ratio of the volume of the first substance and solid particles present in the coolant is selected by the experimental method of sequential selection. An approximate ratio of two parts of the first substance and one part of solid particles. Particles of solids are in the first substance in the form of a suspension, which, for example, can be obtained by mixing these substances in a centrifuge.

Частицы твердого вещества могут быть также изготовлены из материалов, обладающего эффектом сохранения памяти, выражающегося в том, что при температуре входа теплообменника-излучателя частицы из этого материала, в виде длинных тонких стержней, сворачиваются в виде спирали или пружины, а при понижении температуры распрямляются. Длина частиц в распрямленном состоянии превышает незначительно два диаметра сопла, а в сжатом состоянии несколько меньше радиуса сопла (имеется в виду расстояние между концами пружины или спирали). С одного конца частицы чуть толще или шире при одинаковой толщине, чем с другого (стержень имеет конусность порядка градуса). Particles of a solid substance can also be made of materials with the effect of preserving memory, which is expressed in the fact that, at the inlet temperature of the heat exchanger-emitter, particles of this material, in the form of long thin rods, are coiled in the form of a spiral or spring, and straightened when the temperature is lowered. The length of the particles in a straightened state slightly exceeds two nozzle diameters, and in a compressed state it is slightly less than the radius of the nozzle (we mean the distance between the ends of the spring or spiral). At one end of the particle, it is slightly thicker or wider at the same thickness than at the other (the rod has a taper of the order of a degree).

Теплоноситель работает следующим образом. The coolant operates as follows.

Его нагревают до температуры плавления первого вещества, и когда оно расплавится, теплоноситель заливают в контур охлаждения космической энергоустановки (охлаждаемого объекта), в котором она испытывает с ней прямой тепловой контакт за счет теплопроводности, забирает у нее тепло, охлаждает ее и сам нагревается при этом дополнительно. Из контура охлаждения космической энергоустановки (охлаждаемого объекта) теплоноситель под давлением поступает на генератор капель капельного теплообменника-излучателя, через сопло которого теплоноситель выдавливается в космическое пространство. На расстоянии примерно 4,5 диаметра сопла от него образуется капля теплоносителя диаметров примерно два диаметра сопла, которая за счет вибрации генератора капель отделяется от струи теплоносителя и направляется к коллектору. Некоторая часть твердых частиц внутри капли теплоносителя соприкасается с ее внешней поверхностью и часть их поверхности выходит наружу этой поверхности. Поскольку материала твердых частиц не смачивается первым веществом (краевой угол при их контакте превышает 90 градусов), то на поверхности этих твердых частиц появляется область, свободная от первого вещества. Внутри капли силами поверхностного натяжения первого вещества поддерживается давление, равное:

Figure 00000001

где
σ коэффициент поверхностного натяжения первого вещества,
r радиус капли.It is heated to the melting temperature of the first substance, and when it melts, the coolant is poured into the cooling circuit of the space power plant (the cooled object), in which it experiences direct thermal contact with it due to heat conduction, takes heat from it, cools it and heats itself additionally. From the cooling circuit of the space power plant (the cooled object), the coolant under pressure enters the droplet generator of the drip heat exchanger-radiator, through the nozzle of which the coolant is squeezed into outer space. At a distance of about 4.5 nozzle diameters from it, a coolant drop of diameters of about two nozzle diameters is formed, which, due to the vibration of the droplet generator, is separated from the coolant jet and directed to the collector. Some part of the solid particles inside the coolant drop is in contact with its outer surface and part of their surface goes outside this surface. Since the material of solid particles is not wetted by the first substance (the contact angle exceeds 90 degrees at their contact), an area free of the first substance appears on the surface of these solid particles. Inside the drop, the surface pressure of the first substance maintains a pressure equal to:
Figure 00000001

Where
σ is the surface tension coefficient of the first substance,
r is the radius of the drop.

Область поверхности твердой частицы, вышедшей на поверхность капли и свободной от первого вещества за счет явления несмачиваемости, постепенно увеличивается, на твердую частицу также изнутри капли действует сила давления, вызываемого силами поверхностного натяжения поверхности капли, определяемого выражением (1). Если бы частица находилась полностью внутри капли, то результирующий вектор силы давления был бы равен нулю, но поскольку часть поверхности твердой частицы находится вне первого вещества, то на эту часть поверхности давление не скомпенсировано, и результирующий вектор силы суммарного давления, действующий на твердую частицу, уже не равен нулю и начинает выталкивать твердую частицу за пределы капли. За счет этой силы, а также за счет явления несмачиваемости, твердая частица выходит за пределы капли и отделяется от нее. The area of the surface of a solid particle that has come to the surface of the droplet and is free of the first substance due to the non-wettability phenomenon gradually increases; the pressure force caused by the surface tension forces of the droplet surface defined by expression (1) acts on the solid particle from the inside of the droplet. If the particle was completely inside the droplet, then the resulting pressure force vector would be zero, but since a part of the surface of the solid particle is outside the first substance, then pressure is not compensated for this part of the surface, and the resulting total pressure force vector acting on the solid particle is no longer zero and begins to push the solid particle beyond the drop. Due to this force, as well as due to the phenomenon of non-wettability, a solid particle extends beyond the droplet and separates from it.

Твердые частицы могут быть настолько тонкими, что они будут перемещаться за счет броуновского движения и вращаться вокруг своего центра тяжести при соударениях друг с другом и с молекулами первого вещества. Такие перемещения и вращения твердых частиц увеличивают вероятность выхода участка поверхности твердой частицы на край капли и последующего выталкивания ее из капли. Двигаясь по направлению к коллектору, капли и отделенные от них твердые частицы радиационно охлаждаются, отдавая тепло в космическое пространство в виде теплового излучения. Поскольку отношение площади поверхности твердой частицы на единицу ее веса значительно превышает аналогичную величину для капли, так как у твердой частицы не только меньше размеры, но они и специально подобраны, чтобы эта величина была наибольшей (частица или тонкая или вытянутая), то отделение твердых маленьких частиц от капли резко увеличивает суммарную излучающую поверхность, что ведет к росту мощности излучения тепла без увеличения веса теплоносителя. После прихода капель и отдельных твердых частиц на коллектор они снова смешиваются, поступают в месте на трубопровод и насос, давление вновь смешанного теплоносителя сравнивается с давлением в контуре охлаждения энергоустановки, и все повторяется. Solid particles can be so thin that they will move due to Brownian motion and rotate around their center of gravity in collisions with each other and with the molecules of the first substance. Such displacements and rotations of solid particles increase the likelihood that a portion of the surface of a solid particle reaches the edge of the droplet and then expels it from the droplet. Moving towards the collector, droplets and solid particles separated from them are cooled by radiation, transferring heat to outer space in the form of thermal radiation. Since the ratio of the surface area of a solid particle per unit of its weight significantly exceeds the same value for a drop, since a solid particle has not only smaller sizes, but they are also specially selected so that this value is the largest (the particle is either thin or elongated), then the separation of solid small particles from a drop sharply increases the total radiating surface, which leads to an increase in the power of heat radiation without increasing the weight of the coolant. After droplets and individual solid particles arrive at the collector, they are mixed again, flowing in place to the pipeline and pump, the pressure of the newly mixed heat carrier is compared with the pressure in the cooling circuit of the power plant, and everything is repeated.

Произойдет или не произойдет отделение твердых частиц от капель, зависит от многих внутренних молекулярных параметров, в первую очередь, от соотношения сил вязкости, давления, обусловленного поверхностным натяжением первого вещества и явлением несмачиваемости твердой частицы первым веществом в жидком состоянии. Если отделения твердых частиц не происходит, то все равно осуществляется увеличение мощности теплоотдачи теплообменником-излучателем за счет того, что на поверхность капли теплоносителя выходит несколько твердых частиц, коэффициент теплового излучения которых в интервале рабочих температур теплообменника-излучателя превосходит аналогичную величину для первого вещества. Например, частица из диборида циркония при температурах от 1100 градусов Кельвина до 1500 градусов Кельвина имеет коэффициент теплового излучения от 0,86 до 0,91 соответственно, в то время как для алюминия эта величина не превосходит 0,1. Увеличить вероятность отделения твердых частиц от капли можно четырьмя способами. The separation of solid particles from droplets will occur or not, depends on many internal molecular parameters, primarily on the ratio of the forces of viscosity, pressure, due to the surface tension of the first substance and the non-wettability of the solid particle by the first substance in the liquid state. If the separation of solid particles does not occur, then all the same, the heat transfer power is increased by the heat exchanger-radiator due to the fact that several solid particles come out on the surface of the coolant drop, the thermal radiation coefficient of which in the temperature range of the heat exchanger-radiator exceeds the same value for the first substance. For example, a particle of zirconium diboride at temperatures from 1100 degrees Kelvin to 1500 degrees Kelvin has a thermal radiation coefficient from 0.86 to 0.91, respectively, while for aluminum this value does not exceed 0.1. There are four ways to increase the probability of separation of solid particles from a drop.

1. Теплообменник-излучатель не содержит устройства, ускоряющего капли во время их движения от генератора капель к коллектору. Имеется два варианта. 1. The heat exchanger-emitter does not contain a device that accelerates droplets during their movement from the droplet generator to the collector. There are two options.

1.1. В сопле генератора капель в плоскости оси сопла ставится перегораживающая сопло тонкая перегородка. Сечение сопла по направлению к выходу из него постепенно перед этой перегородкой сужается. Твердые частицы делаются узкими, вытянутыми, их длина превышает радиус выходного отверстия и сопла, но не превышает его диаметр. Поток теплоносителя увлекает твердые частицы за собой и выбрасывает их через сопло. Если твердые частицы движутся так, что их наибольший линейный размер перпендикулярен оси сопла, то около перегородки они с ней сталкиваются и переворачиваются наибольшим линейным размером вдоль оси сопла и спокойно проплывают вдоль оси сопла мимо перегородки по направлению к выходу из сопла. 1.1. A thin partition wall blocking the nozzle is placed in the nozzle of the droplet generator in the plane of the axis of the nozzle. The nozzle cross-section towards the exit from it gradually narrows in front of this partition. Solid particles become narrow, elongated, their length exceeds the radius of the outlet and nozzle, but does not exceed its diameter. The coolant flow carries solid particles along and throws them through the nozzle. If solid particles move so that their greatest linear size is perpendicular to the axis of the nozzle, then they encounter it near the septum and flip over with the largest linear size along the nozzle axis and calmly float along the nozzle axis past the partition towards the exit of the nozzle.

1.2. Твердые частицы сделаны из материала, обладающего эффектом памяти формы, который подобран так, что при максимальной рабочей температуре (температуре входа) теплообменника-излучателя длинные узкие твердые частицы свернуты в спираль или в пружину, а при понижении температуры распрямляются. В этом случае перед выходным отверстием сопла твердые частицы сворачиваются и спокойно через сопло проходят. Когда капля теплоносителя несколько радиационно охладится, то твердая частица "вспоминает" свою первоначальную форму (или "забывает") и распрямляется. При этом один из концов твердой частицы выходит за пределы капли и ее выталкивает за пределы капли рассмотренным выше физическим механизмом. В случае, если за пределы капли выходят обе конца твердой частицы, то поскольку один из концов сделан толще другого, то на концы будут действовать разные силы, и одна из них наверняка окажется больше другой и вытолкнет твердую частицу. 1.2. The solid particles are made of a material with a shape memory effect, which is selected so that at the maximum operating temperature (inlet temperature) of the heat exchanger-emitter, long narrow solid particles are rolled into a spiral or spring, and straighten when the temperature decreases. In this case, in front of the nozzle outlet, solid particles coagulate and pass quietly through the nozzle. When a drop of coolant is somewhat radiatively cooled, the solid particle “remembers” its original shape (or “forgets”) and straightens. In this case, one of the ends of the solid particle extends beyond the droplet and pushes it beyond the droplet by the physical mechanism considered above. If both ends of a solid particle extend beyond the droplet, then since one of the ends is made thicker than the other, then different forces will act on the ends, and one of them will surely be larger than the other and push the solid particle out.

2. Теплообменник-излучатель имеет устройство, дополнительно ускоряющее капли, например, капли электрически заряжаются и ускоряются по направлению к коллектору электрическим полем. В другом случае теплоноситель содержит ферромагнетик, например содержит ферромагнитную жидкость (первое вещество), или твердые частицы сделаны из ферромагнитного вещества, и капли теплоносителя, притягиваются магнитным полем к коллектору. В частном случае первого примера около генератора капель может быть установлена ускоряющая система электродов. 2. The heat exchanger-radiator has a device that additionally accelerates droplets, for example, droplets are electrically charged and accelerated towards the collector by an electric field. In another case, the coolant contains a ferromagnet, for example, contains a ferromagnetic fluid (the first substance), or solid particles are made of a ferromagnetic substance, and the coolant drops are attracted by the magnetic field to the collector. In the particular case of the first example, an accelerating electrode system can be installed near the droplet generator.

Могут быть применены первые два варианта (1.1, 1.2), а также третий и четвертый варианты. The first two options (1.1, 1.2) can be applied, as well as the third and fourth options.

2.1. Твердые частицы выполняются из материала, более чем на 5 процентов отличающегося по плотности от первого вещества. Капли некоторое время после отделения от генератора капель движутся ускоренно. На частицы твердого вещества, плавающие в расплавленном первом веществе, действует некоторая инерционная сила, эквивалентная сила тяжести (так как движение ускоренное). Под действием этой силы твердые частицы либо "тонут" в первом веществе, либо, за счет архимедовой силы, "всплывают", соответственно, если их плотности больше или меньше плотности первого вещества. Двигаясь, соответственно, вдоль вектора ускорения или против него. В обоих случаях частицы твердого вещества движутся к поверхности капли, касаются, "прокаливают" ее и выталкиваются из капли, как было описано выше, силой давления поверхностного натяжения капли и явлением несмачивания. 2.1. Particulate matter is made from a material that is more than 5 percent different in density from the first substance. Drops move for a while after separation from the droplet generator. Particles of a solid substance floating in a molten first substance are affected by a certain inertial force, equivalent to gravity (since the motion is accelerated). Under the influence of this force, solid particles either "sink" in the first substance, or, due to the Archimedean force, "float", respectively, if their density is greater or less than the density of the first substance. Moving, respectively, along the acceleration vector or against it. In both cases, solid particles move to the surface of the droplet, touch, “calcine” it and are pushed out of the droplet, as described above, by the pressure of the surface tension of the droplet and the phenomenon of non-wetting.

2.2. Теплоноситель содержит твердые частицы из ферромагнитного материала, а первое вещество ферромагнитном не является. В качестве первого вещества может быть использовано какое-нибудь масло. Комбинация жидкий металл - ферромагнетика скорее всего не проходит, поскольку ферромагнетик металл с жидким металлом обычно смачиваются. Исключением может быть стеклоферрит (из этого материала изготавливаются головки магнитофонов), твердые частицы из которого являются ферромагнитными и могут не смачиваться подобранным для них жидким металлом. Ферромагнитные твердые частицы притягиваются магнитным полем коллектора и за счет этого входят из капли теплоносителя. 2.2. The coolant contains solid particles of ferromagnetic material, and the first substance is not ferromagnetic. As the first substance, some kind of oil can be used. The combination of liquid metal - a ferromagnet most likely does not work, since a ferromagnet metal with liquid metal is usually wetted. An exception may be glassferrite (tape recorder heads are made from this material), the solid particles of which are ferromagnetic and may not be wetted by a liquid metal selected for them. Ferromagnetic solid particles are attracted by the magnetic field of the collector and due to this enter from the coolant drop.

Выигрыш в отношении мощности капельного теплообменника-излучателя к его весу с применением теплоносителя колеблется от десятков процентов до нескольких раз в зависимости от конкретной конструкции теплообменника-излучателя и состава теплоносителя. Если эта конструкция и состав теплоносителя таковы, что отделения твердых частиц от капель не происходит, то указанное отношение увеличивается на десятки процентов, если отделение в процессе транспортировки от генератора капель к коллектору происходит, то возможно добиться увеличения этого отношения в несколько раз. The gain in relation to the power of the drip heat exchanger-emitter to its weight with the use of the coolant varies from tens of percent to several times, depending on the specific design of the heat exchanger-emitter and the composition of the coolant. If this design and composition of the coolant are such that separation of solid particles from droplets does not occur, then this ratio increases by tens of percent, if separation during transport from the droplet generator to the collector occurs, then it is possible to increase this ratio several times.

Claims (3)

1. Теплоноситель капельного теплообменника-излучателя, содержащий вещество, которое является жидкостью при максимальной рабочей температуре капельного теплообменника-излучателя, например жидкий металл, отличающийся тем, что он снабжен твердыми частицами другого вещества, находящегося в нем в виде взвеси, температура плавления которого выше этой температуры и которое не смачивается первым веществом в диапазоне рабочих температур от этой температуры до температуры плавления первого вещества, то есть краевой угол при их контакте превышает 90o, например, он содержит жидкий алюминий и частицы размером 40 мкм диборида циркония, находящиеся в жидком алюминии в виде взвеси, а максимальная рабочая температура составляет 1040 К.1. The heat carrier of the drip heat exchanger-emitter, containing a substance that is liquid at the maximum operating temperature of the drip heat exchanger-emitter, for example liquid metal, characterized in that it is provided with solid particles of another substance in it in the form of a suspension, the melting temperature of which is higher than this temperature and which is not wetted by the first substance in the operating temperature range from this temperature to the melting temperature of the first substance, i.e., the contact angle exceeds It is 90 o , for example, it contains liquid aluminum and particles with a size of 40 μm zirconium diboride, which are in suspension in liquid aluminum, and the maximum working temperature is 1040 K. 2. Теплоноситель по п.1, отличающийся тем, что плотности веществ, составляющих теплоноситель и находящихся в твердой и жидкой фазах при максимальной рабочей температуре, различаются при ней более чем на 5%
3. Теплоноситель по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент теплового излучения твердых частиц превышает аналогичный параметр другой компоненты теплоносителя в диапазоне рабочих температур теплообменника-излучателя.
2. The coolant according to claim 1, characterized in that the densities of the substances that make up the coolant and are in the solid and liquid phases at the maximum operating temperature differ by more than 5%
3. The coolant according to claim 1, characterized in that the coefficient of thermal radiation of solid particles exceeds a similar parameter of another component of the coolant in the operating temperature range of the heat exchanger-emitter.
4. Теплоноситель по п.1, отличающийся тем, что один из линейных размеров твердой частицы существенно, например, более чем в два раза, больше или меньше остальных ее линейных размеров, например, она имеет форму вытянутого стержня или сплюснутой пластины. 4. The coolant according to claim 1, characterized in that one of the linear dimensions of the solid particle is substantially, for example, more than two times larger or smaller than its other linear dimensions, for example, it has the shape of an elongated rod or flattened plate.
RU93039155A 1993-07-30 1993-07-30 Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator RU2087391C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039155A RU2087391C1 (en) 1993-07-30 1993-07-30 Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039155A RU2087391C1 (en) 1993-07-30 1993-07-30 Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93039155A RU93039155A (en) 1996-05-27
RU2087391C1 true RU2087391C1 (en) 1997-08-20

Family

ID=20145950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93039155A RU2087391C1 (en) 1993-07-30 1993-07-30 Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2087391C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мэттик А.Т., Тауссиг Р.Т. Системы с капельным радиатором для терморегулированния в космической технике / Пер. с англ., 1968, N перевода 452-88/3. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hegseth et al. Natural convection in droplet evaporation
Devahdhanush et al. Review of critical heat flux (CHF) in jet impingement boiling
Mukherjee et al. Smart, low-cost, pumpless loop for micro-channel electronic cooling using flat and enhanced surfaces
Inbaoli et al. A review on techniques to alter the bubble dynamics in pool boiling
US4111260A (en) Method of heat accumulation and a thermal accumulator for the application of said method
McCluskey et al. Thermal management challenges in turbo-electric and hybrid electric propulsion
US3666006A (en) Heat exchanger
Ahmadi et al. Gradient wick channels for enhanced flow boiling HTC and delayed CHF
WO2020075148A1 (en) A two-phase cooling system with flow boiling
RU2087391C1 (en) Heat-transfer agent of dropwise condensation heat exchanger - radiator
Dey et al. Nanofluid in the multiphase flow field and heat transfer: a review
US4099558A (en) Method of heat accumulation and a thermal accumulator for the application of said method
US4099557A (en) Method of heat accumulation and a thermal accumulator for the application of said method
Yabe et al. Augmentation of condensation heat transfer by applying non-uniform electric fields
Mohammadi et al. A review of nanofluidic pulsating heat pipes: Suitable choices for thermal management of electronics
Bhavnani et al. Passive directional motion of fluid during boiling driven by surface asymmetry in a dielectric fluid
Kuczynski et al. Sintering'85
Gurung Enhancement of pool boiling and evaporative heat transfer using high temperature thermally conductive microporous coatings
RU2635720C2 (en) Efficient vapour condenser for microgravity conditions
Amano et al. Study of Liquid Breakup Process in Solid Rocket Motor Nozzle
Anand et al. Performance analysis of inclined heat pipe using alumina nanofluid
Ogunbameru et al. On carbon dioxide frost formation
Narayanan et al. Performance of TiO2 Nanofluid and DI Water Filled Flat Type Heat Pipe (FTHP) Internally Grooved at Various Fill Ratios and Inclinations
Saha et al. Pool Boiling Enhancement Techniques
Ono et al. Heat transfer and liquid motion of forced convective boiling in a mini-tube for aqueous solutions with nonlinear surface energy