SU800575A1

SU800575A1 - Electric hydrodynamic heat pipe

Info

Publication number: SU800575A1
Application number: SU792753511A
Authority: SU
Inventors: Иван Андреевич Кожухарь; Владимир Дмитриевич Шкилев; Мирча Кириллович Болога
Original assignee: Институт Прикладной Физики
Priority date: 1979-04-13
Filing date: 1979-04-13
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, а именно к электрогидродинамическим тепловым трубам, и может быть использовано для охлаж- _ дения и термостабйлизации высоковольт-⁵ной радиоэлектронной аппаратуры, газоразрядных элементов озонаторов, высоковольтных трансформаторов, анодов и катодов газоразрядных ламп.The invention relates to heat exchangers, in particular to electrodynamic heat pipes, and can be used for cooling and thermal stabilization of high-voltage ⁵ electronic equipment, gas-discharge elements of ozonizers, high-voltage transformers, anodes and cathodes of gas-discharge lamps.

Известна электрогадродинамическая тепловая труба, содержащая частично заполненный диэлектрическим теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, центральную трубчатую вставку из диэлектрического материала с размещенными в ней попарно поперечными электродами , подключенными в каждой паре к разноименным полюсам источника тока [1].Known electro-hydrodynamic heat pipe containing a partially filled with a dielectric coolant sealed housing with zones of evaporation and condensation, a Central tubular insert of a dielectric material placed in it pairwise transverse electrodes connected in each pair to the opposite poles of the current source [1].

Недостатками такой конструкции является то, что управлять направлением перекачки жидкой фазы путем изменения полярности электродов в данной конструкции невозможно, что процесс диспергирования осуществляется при больших напряженностях, а это увеличивает вероятность микроразрядов, снижает ресурс теплоносителя и надежность тепловой трубы.The disadvantages of this design is that it is impossible to control the direction of pumping the liquid phase by changing the polarity of the electrodes in this design, that the dispersion process is carried out at high intensities, and this increases the likelihood of microdischarges, reduces the resource of the coolant and the reliability of the heat pipe.

Цель изобретения - обеспечение автономного переключения направления движения конденсата теплоносителя при одновременном увеличении эксплуатационной надежности.The purpose of the invention is the provision of autonomous switching of the direction of movement of the condensate of the coolant while increasing operational reliability.

Указанная цель достигается тем, что тепловая труба снабжена переключателем полярности электродов, выпол· . ненных в виде пластин с обтекаеьыми кромками и установленных с зазором относительно стенок вставки. Поверхность электродов со стороны промежутков между парами снабжена диэлектрическим покрытием, преимущественно 15 из фторопласта. На внутренней поверхности вставки выполнены кольцевые ' выступы,размещенные между электродами каждой пары.This goal is achieved by the fact that the heat pipe is equipped with a switch for the polarity of the electrodes, vypol ·. mounted in the form of plates with streamlined edges and installed with a gap relative to the walls of the insert. The surface of the electrodes from the side of the gaps between the pairs is provided with a dielectric coating, mainly 15 of fluoroplastic. On the inner surface of the insert is made of annular 'protrusions located between the electrodes of each pair.

Переключатель полярности расположен 20 в оболочке, выполненной в виде продольно установленного герметичного цилиндра из диэлектрика, содержит дополнительные электрода на противоположных концах и в середине цилинд25 ра и частично заполнен не смачивающей поверхность цилиндра электропроводной жидкостью, например ртутью. Корпус тепловой трубы выполнен из электропро· водного материала. Переключатель по30 лярности электродов может быть вы3 полнен термочувствительным и соединен с датчиками температуры,установленными на противоположных концах корпуса через управляющий элемент.The polarity switch is located 20 in a shell made in the form of a longitudinally mounted sealed cylinder made of dielectric, contains additional electrodes at opposite ends and in the middle of the cylinder 25 and is partially filled with a non-wetting surface of the cylinder with an electrically conductive liquid, such as mercury. The heat pipe body is made of electrically conductive material. The electrode polarity switch 30 can be thermally sensitive and connected to temperature sensors installed at opposite ends of the housing through a control element.

На чертеже схематически изображена электрогидродинамическая тепловая труба, продольный разрез. ^э The drawing schematically shows an electrohydrodynamic heat pipe, a longitudinal section. ^uh

Электрогидродинамическая тепловая (труба содержит частично заполненный диэлектрическим теплоносителем герметичный корпус 1 с эонами 2 и 3 ис- , парения и конденсации, соответственно,’’' центральную трубчатую вставку 4 из диэлектрического материала с размещенными в ней попарно поперечными электродами 5, подключенными в каждой паре к разноименным полюсам источни- 15 ка токе. Труба снабжена переключателем 6 полярности электродов 5, выполненных в виде пластин, с обтекаемыми кромками 7, установленных с зазором относительно стенок вставки 4. 20Electrohydrodynamic thermal (the pipe contains a sealed enclosure 1 partially filled with dielectric coolant with eons 2 and 3 of steam, condensation and condensation, respectively, a central tube insert 4 of dielectric material with transverse electrodes 5 placed in it and connected in pairs to each pair the opposite poles of the current source 15. The pipe is equipped with a polarity switch 6 of electrodes 5 made in the form of plates with streamlined edges 7 installed with a gap relative to the walls of insert 4. 20

Поверхность электродов 5 со стороны промежутков между парами снабжена диэлектрическим покрытием 8, преимущественно' из фторопласта. На внутренней поверхности вставки 4 выполне- ^5 ны кольцевые выступы 9, размещенные между электродами 5 каждой пары. Высоковольтные вводы соединены с электродами 5 через переключатель 6 полярности, выполненный в виде _ цилиндра 10 из диэлектрика, снабженного дополнительными электродами 11 на противоположных концах й дополнительным электродом 12 в середине цилиндра 10. Цилиндр 10 переключателя 6 полярности частично заполнен не смачивающей поверхность электропроводной жидкостью, например ртутью. Переключатель 6 полярности может быть выполнен термочувствительным и соединен с датчиками 13 температуры че- 4Q рез управляющий элемент 14.The surface of the electrodes 5 from the side of the gaps between the pairs is provided with a dielectric coating 8, mainly of fluoroplastic. On the inner surface of the insert 4, annular protrusions 9 are made, located between the electrodes 5 of each pair. High-voltage bushings are connected to the electrodes 5 through a polarity switch 6, made in the form of a _ cylinder 10 of a dielectric provided with additional electrodes 11 at opposite ends and an additional electrode 12 in the middle of the cylinder 10. The cylinder 10 of the polarity switch 6 is partially filled with a non-wetting surface of an electrically conductive liquid, for example mercury. The polarity switch 6 can be made thermally sensitive and connected to temperature sensors 13 through a 4Q control element 14.

Электрогидродинамическая труба работает следующим образом.Electrohydrodynamic pipe works as follows.

При подведении напряжения к электродам 5 жидкость транспортируется в зону 2 испарения. При изменении ⁴³ориентации тепловой трубы в поле сил тяжести на противоположное и при замене местами зон 2 и 3 испарения и конденсации капля ртути переключает полярность электродов 5, обеспечивая по-прежнему транспортировку жидкого теплоносителя в зону 2 испарения. При работе в условиях невесомости переключатель 6 полярности соединен с датчиками 13 температуры, 55 установленными на противоположных концах корпуса 1 через управляющий элемент 14. в электрическом поле, создаваемом каждой парой электродов с обтекаемыми кромками 7, возникает электрогидродинамическое течение , направление которого определяется направлением электрического поля и электрофизическими параметрами жидкости. Например, во фреоне-113 это течение ориентировано от отрицательного электрода к положительному. „When applying voltage to the electrodes 5, the liquid is transported to the evaporation zone 2. When changing ^{43 the} orientation of the heat pipe in the field of gravity to the opposite and when replacing the zones of evaporation 2 and 3 and condensation, a drop of mercury switches the polarity of the electrodes 5, still providing transportation of the liquid coolant to the evaporation zone 2. When operating in zero gravity, the polarity switch 6 is connected to temperature sensors 13, 55 mounted at opposite ends of the housing 1 through a control element 14. In the electric field created by each pair of electrodes with streamlined edges 7, an electrohydrodynamic flow occurs, the direction of which is determined by the direction of the electric field and electrophysical parameters of the fluid. For example, in Freon-113 this flow is oriented from a negative electrode to a positive one. „

Применение переключателя 6 полярности позволяет, во-первых, управлять направлением течения, во-вторых, устраняет возвратные течения ввиду наличия сужений канала, образованных наличием кольцевых выступов 9 на внутренней поверхности вставки 4, в-третьих, устраняет взаимодействие |поля между парами электродов 5, что ^улучшает расходные, а следовательно, и теплопередающие характеристики тепловой трубы'и увеличивает ее надежность .The use of the polarity switch 6 allows, firstly, to control the direction of the flow, secondly, eliminates return flows due to the presence of narrowing of the channel formed by the presence of annular protrusions 9 on the inner surface of the insert 4, thirdly, eliminates the interaction | fields between the pairs of electrodes 5, which ^ improves the flow rate and, consequently, the heat transfer characteristics of the heat pipe, and increases its reliability.

Claims

(54) ELECTROHYDRODYNAMIC HEAT PIPE is more heat-sensitive and is connected to temperature sensors installed at opposite ends of the housing through a control element. The drawing shows schematically an electrohydrodynamic heat pipe, a longitudinal section. The electrohydrodynamic heat pipe contains a hermetic body 1 partially filled with a dielectric coolant with zones 2 and 3 of evaporation and condensation, respectively, a central tubular insert 4 of electrical material placed in it by pairwise transverse electrodes 5 connected to the opposite source current poles in each pair. The pipe is equipped with a switch 6 polarity electrodes 5, made in the form of plates, with streamlined edges 7 installed with a gap relative to the walls of the insert 4. The surface of the electrodes 5 from the side of the spaces between the pairs is provided with a dielectric coating 8, mainly of PTFE. On the inner surface of the insert 4 there are annular projections 9 placed between the electrodes 5 of each pair. High-voltage bushings are connected to the electrodes 5 via a polarity switch b, made in the form of a dielectric cylinder 10, equipped with additional electrodes 11 at opposite ends and an additional electrode 12 in the middle of the cylinder 10. The cylinder 10 of the polarity switch 6 is partially filled with an electrically conductive liquid that does not wet the surface, For example, with mercury. The polarity switch 6 can be made heat-sensitive and is connected to the temperature sensors 13 via a control element 14. Electrohydrodynamic BA operates as follows. When the voltage is applied to the electrodes 5, the liquid is transported to the evaporation zone 2. When the orientation of the heat pipe in the field of gravity changes to the opposite and when the zones 2 and 3 are replaced by evaporation and condensation, the mercury drops switch the polarity of the electrodes 5, ensuring the transportation of the liquid heat carrier to the evaporation zone 2 as before. When operating in zero gravity conditions, the polarity switch b is connected to the temperature sensor W 13, installed at opposite ends of the housing 1 through the control element 14. An electrohydrodynamic current occurs in the electric field created by each pair of electrodes 5 with streamlined edges 7, the direction of which is determined The direction of the electric field and the electrophysical parameters of the liquid. For example, in freon-113, this flow is oriented from the negative electrode to the positive one. The use of the polarity switch 6 allows, firstly, to control the direction of flow, secondly, eliminates return currents due to the presence of channel narrowing formed by the presence of annular projections 9 on the inner surface of the insert 4, thirdly, eliminates the role of interaction between pairs of electrodes 5, which improves the consumable, and hence the heat transfer characteristics of the heat pipe and increases its reliability. 1. Electrohydrodynamic heat pipe containing a hermetically sealed housing partially filled with dielectric coolant with evaporation and condensation zones, a central tubular insert made of dielectric material with pairwise transverse electrodes connected in it to the opposite pole of the current source, differing from that that, in order to provide autonomous switching of the direction of movement of the condensate coolant while simultaneously increasing the operational For example, it is equipped with a polarity switch for electrodes made in the form of plates with streamlined edges and installed with a gap relative to the walls of the insert.

2. A pipe according to claim 1, characterized in that the surface of the electrodes on the side of the spaces between the pairs is provided with a dielectric coating, preferably fluoroplastic.

3. A tube according to claim 1, characterized in that annular projections are placed on the inner surface of the insert, which are placed between the electrodes of each pair. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate in application No. 2752546, cl. F 28 D 15/00, 10.04.79,