RU2748284C1 - Heat removal system based on trickling cooler-radiator - Google Patents
Heat removal system based on trickling cooler-radiator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748284C1 RU2748284C1 RU2020128734A RU2020128734A RU2748284C1 RU 2748284 C1 RU2748284 C1 RU 2748284C1 RU 2020128734 A RU2020128734 A RU 2020128734A RU 2020128734 A RU2020128734 A RU 2020128734A RU 2748284 C1 RU2748284 C1 RU 2748284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drip
- heat removal
- removal system
- individual
- droplet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/46—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions
- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
- B64G1/503—Radiator panels
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к области космической техники, а именно к системам отвода низкопотенциального тепла энергетических установок космического назначения, и может найти применение при создании перспективных космических аппаратов с высокой энерговооруженностью.The invention relates to the field of space technology, namely to systems for removing low-grade heat of power plants for space purposes, and can be used in the creation of promising spacecraft with a high power-to-weight ratio.
Уровень техникиState of the art
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является капельный холодильник-излучатель (КХИ) [1], содержащий генератор капельного потока (ГК), коллектор капель (или заборное устройство – ЗУ), пневмогидравлическую систему с перекачивающими насосами, управляющими клапанами, гидрокомпенсаторами, средствами термостатирования и трубопроводами, а также систему управления. В данной системе теплоотвода используется коллектор капель (заборное устройство) “пассивного типа”, где капельный поток захватывается движущейся несущей пленкой теплоносителя, создаваемой на стенках коллектора капель через щелевые каналы (см. также [2]).The closest technical solution to the proposed invention is a drip cooler-emitter (KHI) [1], containing a drip flow generator (GK), a drip collector (or intake device - ZU), a pneumohydraulic system with transfer pumps, control valves, hydraulic compensators, thermostating means and pipelines, as well as a control system. In this heat removal system, a “passive” type droplet collector (intake) is used, where the droplet flow is captured by a moving carrier film of the coolant created on the walls of the droplet collector through slotted channels (see also [2]).
Альтернативным вариантом заборного устройства, пригодного для использования в такой системе теплоотвода, является центробежный коллектор капель [3]. Данное устройство представляет собой вращающуюся приемную емкость конической формы. Капельный поток, попадая на внутреннюю поверхность емкости, под действием центробежной силы поднимается по ее стенкам и поступает в специально профилированный желоб, где происходит забор жидкости насосом через диффузор и приемный шланг. Аналогичный подход к забору капельного потока (активный заборник капель - АЗК) был применен при проведении космического эксперимента “Капля-2” [4].An alternative version of the intake device suitable for use in such a heat removal system is a centrifugal droplet collector [3]. This device is a conical rotating receiving container. The droplet flow, falling on the inner surface of the container, under the action of centrifugal force rises along its walls and enters a specially profiled chute, where the liquid is taken by the pump through the diffuser and the intake hose. A similar approach to the collection of a droplet flow (active droplet collector - ADS) was applied during the space experiment “Kaplya-2” [4].
Основными недостатками обеих схем являются:The main disadvantages of both schemes are:
- низкие надежность и стабильность работы заборного устройства, что может приводить к нарушению сплошности выходного потока рабочего тела и возникновению кавитационных эффектов;- low reliability and stability of the intake device, which can lead to disruption of the continuity of the outlet flow of the working fluid and the occurrence of cavitation effects;
- низкое выходное давление заборного устройства, что требует использования дополнительного преднасоса для подачи сплошного потока охлажденного теплоносителя обратно в теплообменный контур холодильника-излучателя;- low outlet pressure of the intake device, which requires the use of an additional pre-pump to supply a continuous flow of the cooled heat carrier back to the heat exchange circuit of the radiator-refrigerator;
- невосполнимые потери теплоносителя за счет отражения части капель от рабочей поверхности заборного устройства, а также разбрызгивания;- irreplaceable losses of the coolant due to the reflection of a part of the drops from the working surface of the intake device, as well as splashing;
- низкая производительность холодильника-излучателя по рабочему телу, что ограничивает общий уровень тепловой мощности, отводимой КХИ.- low productivity of the radiator-cooler in terms of the working fluid, which limits the overall level of thermal power removed by the KHI.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В предлагаемом изобретении решается задача создания системы отвода тепла на базе капельного холодильника-излучателя с надежностью, энергетической эффективностью и удельными массовыми характеристиками, соответствующими условиям применения на перспективных космических аппаратах высокой энерговооруженности. The proposed invention solves the problem of creating a heat removal system based on a drip cooler-radiator with reliability, energy efficiency and specific mass characteristics corresponding to the conditions of use on promising spacecraft with high power-to-weight ratio.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении уровня отводимой системой полной тепловой мощности и точности его регулировки; снижении удельной массы системы; исключении потерь теплоносителя в процессе работы системы; повышении надежности системы теплоотвода.The technical result of the claimed invention is to increase the level of the total thermal power removed by the system and the accuracy of its adjustment; reducing the specific gravity of the system; elimination of coolant losses during the operation of the system; increasing the reliability of the heat removal system.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что система отвода тепла на базе капельного холодильника-излучателя содержит по меньшей мере два блока капельного холодильника излучателя, при этом блоки направлены друг на друга и расположены со смещением относительно друг друга, при чем каждый блок содержит заборное устройство, выполненное в виде центрального дискового заборного устройства с центробежной блокировкой отраженных капель, обеспечивающего полный захват одновременно нескольких капельных потоков и систему генерации капельной пелены, формирующей одновременно несколько потоков параллельных капельных струй, распределяемых равномерно по полю входного отверстия заборного устройства, при этом заборное устройство каждого блока включает в себя корпус с выходным патрубком; установленное внутри корпуса и приводимое в движение двигателем рабочее колесо с оребрением, укрепленными на рабочем колесе центральным дефлектором, имеющим перепускные окна внутренним отражателем, и внешним отражателем, причем внутренние поверхности отражателей представляют собой обратные конусы.The claimed technical result is achieved due to the fact that the heat removal system based on the drip cooler-radiator contains at least two blocks of the drip cooler of the radiator, while the blocks are directed towards each other and are displaced relative to each other, and each block contains an intake device , made in the form of a central disc intake device with centrifugal blocking of reflected drops, providing complete capture of several drop streams at the same time and a system for generating a drop sheet, simultaneously forming several streams of parallel drip jets distributed evenly over the field of the inlet of the intake device, while the intake device of each block includes a body with an outlet pipe; an impeller mounted inside the housing and driven by a motor with finning, mounted on the impeller by a central deflector, having an internal reflector with bypass windows, and an external reflector, and the internal surfaces of the reflectors are inverse cones.
В частном случае реализации заявленного технического решения система генерации капельной пелены каждого блока содержит по меньшей мере два индивидуальных генератора капель, установленных на общем основании.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the system for generating a drip sheet of each unit contains at least two individual drip generators installed on a common base.
В частном случае реализации заявленного технического решения индивидуальные генераторы капель содержат корпус с патрубками подачи теплоносителя и электрическими вводами питания пьезоэлементов; пьезоэлемент возбуждения капиллярного распада струй; фильеру и механизм ориентации.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, individual droplet generators comprise a housing with coolant supply pipes and electric power inputs for piezoelectric elements; piezoelectric element for excitation of capillary decay of jets; die and orientation mechanism.
В частном случае реализации заявленного технического решения механизм ориентации каждого индивидуального генератора капель состоит из двух сферических поверхностей, образованных формой поверхностей корпуса генератора капель и его посадочного места, а также трех юстировочных винтов, обеспечивающих требуемую ориентацию генератора капель.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the orientation mechanism of each individual droplet generator consists of two spherical surfaces formed by the shape of the surfaces of the droplet generator housing and its seat, as well as three adjusting screws providing the required orientation of the droplet generator.
В частном случае реализации заявленного технического решения рабочее колесо состоит из двух дисков, верхний из которых, обращенный к налетающему капельному потоку, выполнен с центральным отверстием, при этом форма поверхностей центрального дефлектора, внутреннего и внешнего отражателей выбрана так, что капельные струи при соударении с ними отражаются в направлении междисковой щели.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the impeller consists of two disks, the upper of which, facing the incident drip flow, is made with a central hole, while the shape of the surfaces of the central deflector, internal and external reflectors is chosen so that the droplet jets collide with them reflected in the direction of the disc gap.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of embodiments of the claimed technical solution using the drawings, which show:
Фиг.1 - пример построения системы теплоотвода по блочной схеме: фрагмент системы, включающий четыре блока КХИ. Направление движения капельных потоков показано пунктирными стрелками;Fig. 1 is an example of building a heat removal system according to a block scheme: a fragment of a system including four KHI units. The direction of movement of drip flows is shown by dotted arrows;
Фиг.2 - Схема блока КХИ и распределение капельных потоков по полю входного отверстия заборного устройства;Fig. 2 - Diagram of the KHI block and the distribution of drip flows over the field of the inlet of the intake device;
Фиг.3 - Механизм ориентации индивидуальных генераторов капель в разрезе (вверху);Fig. 3 - The mechanism of orientation of individual droplet generators in section (top);
Фиг.4 - 3D вид (внизу) механизма ориентации индивидуальных генераторов капель;4 is a 3D view (bottom) of an orientation mechanism for individual droplet generators;
Фиг.5 - принцип работы заборного устройства;Fig. 5 - the principle of operation of the intake device;
Фиг.6 – рабочее колесо в разрезе.Fig. 6 is a sectional view of the impeller.
На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:The figures in the figures indicate the following structural elements:
1 – общее основание системы генерации капельной пелены с посадочными местами индивидуальных генераторов капель, 2 – корпус индивидуального генератора капель с патрубком подвода теплоносителя, 3 – фильера, 4 – пьезоэлемент, 5 – юстировочные винты 6 – герметизирующая прокладка; 7 – корпус забороного устройства; 8 – рабочее колесо; 9 – оребрение рабочего колеса; 10, – центральный дефлектор; 11 – внутренний отражатель; 12 – перепускные окна внутреннего отражателя; 13 – внешний отражатель; 14 – выходной патрубок; 15 – верхний диск рабочего колеса; 16 – нижний диск рабочего колеса; 17 – центральное отверстие рабочего колеса; 18 – заборное устройство; 19 – система генерации капельной пелены; 20 – ферма первая; 21 – ферма вторая; 22 – междисковая щель, 23 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 24 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 25 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 26 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 27 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 28 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 29 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 30 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 31 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 32 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 33 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 34 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 35 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 36 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 37 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 38 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 39 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 40 – капельный поток от индивидуального генератора капель; 41 – капельный поток от индивидуального генератора капель.1 - common base of the drip blanket generation system with seats for individual drip generators, 2 - case of an individual drip generator with a coolant supply pipe, 3 - spinneret, 4 - piezoelectric element, 5 - adjusting screws 6 - sealing gasket; 7 - body of the fence; 8 - impeller; 9 - impeller finning; 10, - central deflector; 11 - internal reflector; 12 - bypass windows of the internal reflector; 13 - external reflector; 14 - outlet branch pipe; 15 - upper disc of the impeller; 16 - lower disc of the impeller; 17 - the central hole of the impeller; 18 - intake device; 19 - drip shroud generation system; 20 - first farm; 21 - second farm; 22 - disc slit, 23 - drip flow from an individual droplet generator; 24 - drip flow from an individual drip generator; 25 - drip flow from an individual drip generator; 26 - drip flow from an individual drip generator; 27 - drip flow from an individual drip generator; 28 - drip flow from an individual drip generator; 29 - drip flow from an individual drip generator; 30 - drip flow from an individual drip generator; 31 - drip flow from an individual drip generator; 32 - drip flow from an individual drip generator; 33 - drip flow from an individual drip generator; 34 - drip flow from an individual drip generator; 35 - drip flow from an individual drip generator; 36 - drip flow from an individual drip generator; 37 - drip flow from an individual drip generator; 38 - drip flow from an individual drip generator; 39 - drip flow from an individual drip generator; 40 - drip flow from an individual drip generator; 41 - drip flow from an individual drip generator.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Система отвода тепла на базе капельного холодильника-излучателя построена по блочной схеме с использованием необходимого количества подключаемых к общей пневмогидравлической системе одинаковых блоков капельного холодильника излучателя, каждый из которых включает в себя: систему генерации капельной пелены; центральное дисковое заборное устройство с центробежной блокировкой отраженных капель.The heat removal system based on the drip cooler-radiator is built according to the block scheme using the required number of identical drip cooler blocks of the radiator connected to the common pneumohydraulic system, each of which includes: a drip shroud generation system; central disc intake with centrifugal blocking of reflected drops.
Блоки капельного холодильника излучателя располагаются на двух фермах (20 и 21) так, что капельные потоки (23-41) двух соседних блоков распространяются навстречу друг другу (см. Фиг. 1), за счет чего пространство между фермами заполняется капельной пеленой оптимально. Блоки капельного холодильника излучателя подключаются к проложенным на фермах магистралям подачи и забора теплоносителя через отсечные клапаны, что позволяет (например, в случае отказа) независимо выводить любой блок из работы системы теплоотвода.The blocks of the drip cooler of the emitter are located on two farms (20 and 21) so that the drip flows (23-41) of two adjacent blocks spread towards each other (see Fig. 1), due to which the space between the farms is filled with a drip blanket optimally. The units of the drip cooler of the emitter are connected to the supply and intake lines of the coolant laid on the farms through shut-off valves, which allows (for example, in the event of a failure) to independently remove any unit from the operation of the heat removal system.
К преимуществам блочной архитектуры относятся:The advantages of the block architecture include:
- отказоустойчивость, что обеспечивает высокую надежность общей системы теплоотвода за счет введения в работу резервных блоков взамен отказавших (при достаточной избыточности общего количества блоков);- fault tolerance, which ensures high reliability of the overall heat removal system due to the introduction of redundant units into operation instead of the failed ones (with sufficient redundancy of the total number of units);
- возможность точного регулирования уровня отводимой системой полной тепловой мощности, т.е. адаптация системы к текущей тепловой нагрузке космического аппарата; - the ability to accurately regulate the level of the total thermal power removed by the system, i.e. adaptation of the system to the current heat load of the spacecraft;
- снижение удельной массы системы за счет использования общих магистралей и общей пневмогидравлической системе в целом;- reducing the specific weight of the system due to the use of common lines and the common pneumohydraulic system as a whole;
- высокая технологичность системы за счет возможности проектирования и проведения испытаний индивидуального блока;- high manufacturability of the system due to the possibility of designing and testing an individual unit;
- гибкость построения системы теплоотвода для различных космических аппаратов;- flexibility of building a heat removal system for various spacecraft;
- упрощение процесса производства.- simplification of the production process.
Вторым отличительным признаком предлагаемой системы отвода тепла является использование в блоках капельного холодильника излучателя системы (19) генерации капельной пелены, включающей в себя набор индивидуальных генераторов капель, установленных на общем основании. Система (19) генерации капельной пелены производит одновременно несколько потоков параллельных капельных струй, направленных на вход заборного устройства (18). Индивидуальные генераторы капель ориентированы таким образом, что капельные потоки распределены по полю входного отверстия заборного устройства (18) равномерно (Фиг. 2).The second distinguishing feature of the proposed heat removal system is the use in the drip cooler blocks of the emitter of the system (19) for generating a drip sheet, which includes a set of individual drip generators installed on a common base. The system (19) for generating a drip blanket simultaneously produces several streams of parallel drip jets directed to the inlet of the intake device (18). Individual droplet generators are oriented in such a way that the droplet flows are evenly distributed over the field of the inlet of the intake device (18) (Fig. 2).
Индивидуальные генераторы капель имеют общепринятую конструкцию [5] и включают в себяIndividual droplet generators have a generally accepted design [5] and include
- корпус (2) с патрубками подачи теплоносителя и электрическими вводами питания пьезоэлементов;- body (2) with coolant supply nozzles and electric power inputs for piezoelectric elements;
- пьезоэлемент (4) возбуждения капиллярного распада струй;- piezoelectric element (4) for excitation of capillary decay of jets;
- фильеру (3) с герметизирующей прокладкой (6).- a die (3) with a sealing gasket (6).
Теплоноситель подается под давлением внутрь корпуса (2) капельного генератора через входной патрубок. Струи теплоносителя формируются при его прохождении через фильеру, установленную на корпусе (2) генератора капель с помощью фланцевого соединения с герметизирующей прокладкой. Для формирования капель используется метод вынужденного капиллярного распада струй, в котором механические колебания элемента возбуждения (4) преобразуются в возмущение поверхности струи. С течением времени амплитуда возмущений растет, что приводит к распаду струи на монодисперсные капли.The coolant is supplied under pressure into the housing (2) of the drip generator through the inlet pipe. The coolant jets are formed when it passes through a die, installed on the housing (2) of the droplet generator using a flange connection with a sealing gasket. For the formation of droplets, the method of forced capillary decay of jets is used, in which mechanical vibrations of the excitation element (4) are converted into perturbations of the jet surface. Over time, the amplitude of the disturbances increases, which leads to the disintegration of the jet into monodisperse drops.
Прицеливание каждого индивидуального генератора капель осуществляется с помощью механизма ориентации, состоящего из двух сферических поверхностей, образованных формой поверхностей корпуса генератора капель и ее посадочного места на общем основании, а также трех юстировочных винтов (5) (см. Фиг. 3 и Фиг.4). Использование системы генерации капельной пелены позволяет:Aiming of each individual droplet generator is carried out using an orientation mechanism, which consists of two spherical surfaces formed by the shape of the surfaces of the droplet generator housing and its seat on a common base, as well as three adjusting screws (5) (see Fig. 3 and Fig. 4) ... The use of a drip blanket generation system allows:
- повысить величину полного потока теплоносителя в блоке капельного холодильного излучателя, поскольку в этом случае она определяется общим количеством индивидуальных генераторов капель и ограничена только производительностью заборного устройства;- to increase the value of the total flow of the coolant in the block of the drip refrigeration radiator, since in this case it is determined by the total number of individual drip generators and is limited only by the capacity of the intake device;
- повысить надежность блока капельного холодильного излучателя, поскольку выход из строя одного или нескольких индивидуальных генераторов капель не влияет на работоспособность всего блока;- to increase the reliability of the block of a drop refrigerating emitter, since the failure of one or several individual generators of drops does not affect the performance of the entire block;
- обеспечить индивидуальную юстировку направления капельных потоков (23-41) от каждого генератора капель;- provide an individual adjustment of the direction of the droplet flows (23-41) from each droplet generator;
- сформировать капельную пелену с требуемыми пространственно-геометрическими характеристиками. - to form a drip blanket with the required spatial and geometric characteristics.
Третьим отличительным признаком предлагаемой системы отвода тепла является использование в блоке капельного холодильного излучателя центрального дискового заборного устройства с центробежной блокировкой отраженных капель (см. Фиг. 5). Предлагаемое ЗУ включает в себя The third distinctive feature of the proposed heat removal system is the use of a central disk intake device with centrifugal blocking of reflected drops in the block of a droplet refrigeration radiator (see Fig. 5). The proposed storage device includes
- корпус (7) ЗУ (18) с выходным патрубком (14);- housing (7) charger (18) with outlet (14);
- рабочее колесо (8) с оребрением (9);- impeller (8) with fins (9);
- центральный дефлектор (10);- central deflector (10);
- внутренний отражатель (11), имеющий перепускные окна (12);- an internal reflector (11) with bypass windows (12);
- внешний отражатель (13);- external reflector (13);
- ведущий двигатель.- the leading engine.
Рабочее колесо с укрепленными на нем центральным дефлектором и отражателями установлены на вращающемся валу ведущего электродвигателя внутри неподвижного корпуса. Налетающий капельный поток попадает внутрь заборного устройства, захватывается, и в виде сплошного потока теплоносителя подается наружу через выходной патрубок.The impeller with the central deflector and reflectors fixed on it is mounted on the rotating shaft of the driving electric motor inside the stationary housing. The incident droplet flow enters the intake device, is captured, and in the form of a continuous flow of the coolant is supplied to the outside through the outlet pipe.
Рабочее колесо состоит из двух дисков (16 и 15), верхний из которых, обращенный к налетающему капельному потоку, имеет центральное отверстие (17). Вращающееся рабочее колесо совместно с неподвижным корпусом образует дисковый (ламинарный) насос [6], где под действием центробежных сил жидкость двигается к периферии и поступает в кольцевую полость с тангенциальным выходным патрубком. Для увеличения выходного напора ЗУ на дисках рабочего колеса имеются ребра.The impeller consists of two discs (16 and 15), the upper of which, facing the oncoming drip flow, has a central opening (17). The rotating impeller together with the stationary casing forms a disk (laminar) pump [6], where, under the action of centrifugal forces, the liquid moves to the periphery and enters an annular cavity with a tangential outlet pipe. To increase the outlet head of the charger, there are ribs on the impeller disks.
Центральный дефлектор представляет собой криволинейный конус, ось которого совпадает с осью заборного устройства, установленный на нижнем диске рабочего колеса. Внутренний отражатель представляет собой полый усеченный криволинейный конус, ось которого совпадает с осью ЗУ, также установленный на нижнем диске рабочего колеса. Внутренний отражатель имеет в своей нижней части перепускные окна для подачи теплоносителя в направлении междисковой щели. Внешний отражатель представляет собой полый усеченный криволинейный конус, ось которого совпадает с осью ЗУ, установленный на верхнем диске рабочего колеса. Форма поверхностей центрального дефлектора (10) и внутреннего отражателя (11) выбрана так, что капельные струи при соударении с ними отражаются в направлении междисковой щели (22). Поскольку внутренние поверхности отражателей представляют собой обратные конусы, попадающие на них капли теплоносителя также затягиваются в междисковую щель (22) за счет воздействия центробежных сил (сразу либо через перепускные окна). В целом, предлагаемая структура представляет собой центробежный лабиринт, обеспечивающий полный 100% захват любых капельных струй, попадающих внутрь входного отверстия ЗУ внутри телесного угла, определяемому углом налета α (углом между направлением движения капельного потока и осью ЗУ, см. рис. 4). The central deflector is a curved cone, the axis of which coincides with the axis of the intake device, mounted on the lower disc of the impeller. The internal reflector is a hollow truncated curvilinear cone, the axis of which coincides with the axis of the charger, also mounted on the lower disc of the impeller. The inner reflector has in its lower part bypass windows for supplying the coolant in the direction of the disc slot. The external reflector is a hollow truncated curvilinear cone, the axis of which coincides with the axis of the charger, mounted on the upper disc of the impeller. The shape of the surfaces of the central deflector (10) and the inner reflector (11) is chosen so that the droplet jets, when colliding with them, are reflected in the direction of the interdisk slot (22). Since the inner surfaces of the reflectors are inverse cones, the coolant drops falling on them are also drawn into the disc slot (22) due to the action of centrifugal forces (either directly or through the bypass windows). On the whole, the proposed structure is a centrifugal labyrinth that provides a complete 100% capture of any droplet jets entering the inlet of the charger inside the solid angle determined by the incidence angle α (the angle between the direction of motion of the droplet flow and the axis of the charger, see Fig. 4).
Кромка отражателей, обращенная к капельному потоку, должна быть достаточно острой для предотвращения обратного отскока капель, попавших в край кромки. То же самое относится к вершине центрального дефлектора.The edge of the deflectors facing the drip should be sharp enough to prevent backbouncing of droplets caught in the edge of the edge. The same applies to the top of the center baffle.
При увеличении диаметра входного отверстия ЗУ для обеспечения захвата капельного потока больших поперечных размеров, можно использовать несколько внутренних отражателей. В этом случае все внутренние отражатели представляют собой соосные полые усеченные криволинейные конусы с эквидистатными поверхностями, установленные на нижнем диске рабочего колеса и отличающиеся только диаметрами оснований. При этом приведенная выше логика движения капель сохраняется. With an increase in the diameter of the inlet of the charger, to ensure the capture of a droplet flow of large transverse dimensions, several internal reflectors can be used. In this case, all internal reflectors are coaxial hollow truncated curvilinear cones with equidistant surfaces mounted on the lower disc of the impeller and differing only in the diameters of the bases. In this case, the above logic of the droplet movement is preserved.
Для захвата капельного потока малых поперечных размеров внутренний отражатель можно исключить. При этом отраженные капельные струи направляются в направлении междисковой щели за счет взаимодействия с поверхностями центрального дефлектора и внешнего отражателя.To capture the droplet flow of small transverse dimensions, the internal reflector can be eliminated. In this case, the reflected droplet jets are directed in the direction of the disc slot due to interaction with the surfaces of the central deflector and the external reflector.
К основным преимуществам предлагаемого заборного устройства относятся:The main advantages of the proposed intake device include:
- полный 100% захват любых капельных потоков, попадающих во входное отверстие ЗУ как параллельно оси заборного устройства, так и под некоторым углом налета, определяемым конструкцией ЗУ;- full 100% capture of any droplet flows entering the inlet of the charger both parallel to the axis of the intake device and at a certain angle of incidence determined by the design of the charger;
- полный 100% захват отраженных капель любого происхождения;- full 100% capture of reflected drops of any origin;
- высокая производительность ЗУ, что позволяет выполнять одновременный захват нескольких индивидуальных капельных потоков;- high performance of the storage device, which allows simultaneous capture of several individual drip flows;
- высокий выходной напор, что дает возможность подавать сплошной выходной поток теплоносителя обратно в теплообменный контур холодильника без использования преднасоса.- high outlet head, which makes it possible to supply a continuous outlet flow of the coolant back to the heat exchange circuit of the refrigerator without using a pre-pump.
- ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ- INFORMATION SOURCES
- [1] Конюхов Г.В., Коротеев А.А. “Капельный холодильник-излучатель”, Патент РФ № 2401778.- [1] G. V. Konyukhov, A. A. Koroteev. "Drip refrigerator-emitter", RF Patent No. 2401778.
- [2] Конюхов Г.В., Коротеев А.А., Нечаев В.Ю., Петров А.И., Железняков А.Г., Баранчиков В.А., Костюк Л.Н. “Капельный холодильник-излучатель”, Патент РФ № 2247064.- [2] Konyukhov G.V., Koroteev A.A., Nechaev V.Yu., Petrov A.I., Zheleznyakov A.G., Baranchikov V.A., Kostyuk L.N. "Drip refrigerator-emitter", RF Patent No. 2247064.
- [3] “Коллектор для жидкостного капельного холодильника”. Заявка США на изобретение № US 19900486346 А.- [3] “Manifold for liquid drip cooler”. US application for invention No. US 19900486346 A.
- [4] Экспресс-отчет по космическому эксперименту “Исследование гидродинамики и теплопередачи монодисперсных капельных потоков в условиях микрогравитации”, шифр “Капля-2”, №051-12/19-14, ГНЦ ФГУП “Центр Келдыша”, ОАО “РКК “Энергия” им. С.П. Королева, 2014.- [4] Express report on the space experiment “Study of hydrodynamics and heat transfer of monodisperse droplet flows in microgravity”, code “Drop-2”, No. 051-12 / 19-14, State Research Center FSUE “Center of Keldysh”, JSC “RKK” Energy ”them. S.P. Queen, 2014.
- [5] Е.В. Аметистов, А.С. Дмитриев. Монодисперсные системы и технологии. М.: Издательство МЭИ, 2002.- [5] E.V. Ametistov, A.S. Dmitriev. Monodisperse systems and technologies. Moscow: MEI Publishing House, 2002.
- [6] В.А. Бендерович, Э.Д. Лунаци, А.В. Ноздрин. “Ламинарные насосы и новые технологические возможности”, Экспозиция Нефть Газ 3(49), 2016. - [6] V.A. Benderovich, E.D. Lunatsi, A.V. Nozdrin. “Laminar pumps and new technological opportunities”, Exposition Oil Gas 3 (49), 2016.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128734A RU2748284C1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Heat removal system based on trickling cooler-radiator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128734A RU2748284C1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Heat removal system based on trickling cooler-radiator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748284C1 true RU2748284C1 (en) | 2021-05-21 |
Family
ID=76033996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128734A RU2748284C1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Heat removal system based on trickling cooler-radiator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748284C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4572285A (en) * | 1984-12-10 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Magnetically focused liquid drop radiator |
US4913225A (en) * | 1988-09-15 | 1990-04-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Liquid sheet radiator apparatus |
US4974668A (en) * | 1990-02-28 | 1990-12-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | LDR centrifugal collector apparatus |
US5176326A (en) * | 1989-05-23 | 1993-01-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Turbulent droplet generator with boom mounted pitot pump collector |
RU2401778C1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр имени М.В. Келдыша" (ФГУП "Центр Келдыша") | Drip refrigerator-emitter |
-
2020
- 2020-08-31 RU RU2020128734A patent/RU2748284C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4572285A (en) * | 1984-12-10 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Magnetically focused liquid drop radiator |
US4913225A (en) * | 1988-09-15 | 1990-04-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Liquid sheet radiator apparatus |
US5176326A (en) * | 1989-05-23 | 1993-01-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Turbulent droplet generator with boom mounted pitot pump collector |
US4974668A (en) * | 1990-02-28 | 1990-12-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | LDR centrifugal collector apparatus |
RU2401778C1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр имени М.В. Келдыша" (ФГУП "Центр Келдыша") | Drip refrigerator-emitter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR19990008211A (en) | Method and apparatus for increasing power generation capacity and efficiency of combustion turbine | |
RU2752504C2 (en) | Method and device for heating and purifying liquids | |
US11894585B2 (en) | Delivery unit for an anode circuit of a fuel cell system for delivering a gaseous medium, and fuel cell system | |
CN102478365A (en) | Heat radiator and cooling device | |
RU2748284C1 (en) | Heat removal system based on trickling cooler-radiator | |
CN113357946B (en) | Self-driven thermosiphon loop heat dissipation device of coupled gas-liquid two-phase flow ejector pump | |
CN112922678B (en) | Steam inlet chamber for axial steam outlet of steam turbine | |
CN114234169B (en) | Sieve plate tray type regular sewage draining expansion vessel | |
JP2002349500A (en) | Ejector and freezing system | |
IL261532A (en) | Turbine generator device for producing electrical energy and associated methods of operation and installation | |
CN109973341B (en) | Dish type solar power generation and comprehensive energy utilization system and working method thereof | |
CN114501945A (en) | Spraying liquid cooling phase change module for server, control method and manufacturing method thereof | |
CN110017306A (en) | A kind of microbubble isothermal liquid gas pressure contracting machine | |
CN111688908A (en) | Divergent and air film double-cooling system applied to surface of reciprocating hypersonic aircraft nose cone | |
RU2786606C1 (en) | Chamber of liquid rocket engine (lre) with gas-dynamic method for control of thrust vector and nozzle of carbon-carbon composite material (cccm) | |
CN212430828U (en) | Ship steam power water supply device and ship steam power system | |
JP2002286379A (en) | Steam and hot water generating device | |
CN217613010U (en) | Geothermal multistage utilization device | |
CN212227775U (en) | Condenser device for low-temperature waste heat power generation system | |
CN117419480A (en) | Inclined tube falling film grading liquid separation absorption device and absorption type cold work combined supply circulation system | |
CN216282872U (en) | Cooling barrel | |
CN219741030U (en) | Phase-change cold plate with gas-liquid separation function in cavity | |
RU2099662C1 (en) | Water-cooling tower | |
CN220939618U (en) | Hydrogen tail gas steam-water separator of centrifugal hydrogen-oxygen fuel cell | |
KR20180124643A (en) | A Generating System using Air heat and Gravity |