Введение к работе
Актуальность работы. Повышение эффективности работы систем охлаждения, отводящих мощные тепловію потоки, плотность которых сотни кВт/гл2, является важной задачей современной теплоэнергетики, ракетной техники, химической технологии и мощной радиоэлектроники.
Перспективним направлением при разработке систем охлаждения подобного рода представляется применение двухфазных дисперсних погоісов, позволяющих повисить эффективность процесса теплообмена в сравнении с однофазними системами. Одной из активно развивающейся областей применения газовддкостних потоков слуяит использование их в коипзктных охлаждающих устройствах с исключительно високими локальными удельными тепловими нагрузками, достигающими 2-3 МВт/м2.
Практическая реализация указанных охлаждающих устройств ос-ношвается в настоящее время на расчетных схемах, приводящих к неоправданным размерам твшюобменннх поверхностей, недопустимым температурным режимам работи оборудования л как следствие, к росту капитальных и эксплуатационных затрат, к необратимым нарушениям технологических режимов работы, как правило, уникального оборудования.
При отсутствии достоверных теоретических представления о механизме процесса, его корректного математического описания', становятся актуальной постановка экспериментальных работ по изучении зависимости коэффициентов теплоотдачи от свойств газощд-костпих потоков, тепловых пагрузок и конструктивных особенностей теплообмепних поверхностей.
Диссертация выполнялась в соответствии с координационным планом НИР Научного Совета АН СССР по комплексной проблеме "Теплофизика и теплоэнергетика".
Цель работы. Изучение закономерностей теплообмена в газо-яидкостпнх охлаадащих системах устройств с високим тепловыделением. Разработка на этой основе научно-обоснованной методики теплового расчета и конструирования систем газожпдкостного охлаждения анодов мощных генераторных ламп.
flayregg новизна. Создала экспериментальная установка для иоследовашш теплообмена в газокидкостних системах о високим тепловыделением.
Вперше получены экспериментальные данные о козйздяентах теплоотдача при. различных реяиыах водо-воздушиого потока, температурах теплоотдавдих поверхностей и тепловых нагрузках до 3 МЗт/м2.
Рассмотрели физическая модель и математическое описание механизма процесса теплообмена, энергетические допущения, необходимые для разработки яиженоргш методов расчета водовоздушшсс потоков в каналах с высоким тепловыделением.
На основе теоретических представлений и статистической обработки собственных опитних данных, а таюке данных других иссле-доватодей подучены критериальные уравнения по теплоотдаче газо-яадкостных потоков.
Выявлены особенности процессов конвективного теплообмена и теплообмена в условиях поверхностного кипения. Предложены соотношения для определения границ различных режимов теплообмена.
Разработана методика теплового расчета теплообменных устройств, использующих газожидкостнне системи охлаждения.
ррактачоская цэянооть и реали'запия работы в промнтаеяности. Получены обобщающие уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи газожидкоотннх потоков, составлен алгоритм расчета, с помощью которого разработана программа для ЭВМ, позволяющие проектировать теплообменныэ устройства.систем охлавдения с мощными
ТЄВЛОВИДЄЛЄНИЯЮІ.
Результаты изучения влияния старости циркуляции, расходного газосадержания, темперагурц газожидкостного потока ыогут быть иопользованы для выбора эффективных режимов работы охдавдащих усгройогв.
Рекомендованы способ и система охлавдения, а так же конструкции охлавдаиаих устройств, приоритеты на которые подтвервдени двумя авторскими свидетельствами на изобретения.
Результаты работы использованы при проектировании систем водо-воздутаного охлаждения мощных радиопередающих устройств. Испытания таких систем, реализованных в.НПО им.Коминтерна (г.Дещш-. град), показало, существенное сокращение расхода охлаадащей код,-,
кости, по сравнению с водянныи системами, снийеяие эксплуатационных затрат, улучшение массогабарятных и энергетических харакге-ристак теплообменного оборудования. Олсидаемый экономический 9f-фект от использования результатов работа, по данным НПО ям.Ко--минтерна, составляет 8QD тнс.руб в год. Автор защищает:
результаты экспериментального исследования теплоотдачи водо-воздупгного потока в каналах с высоким тепловыделением;
физические представления о механизме теплопереноса при исследованных режимах течения водо-воэдучного потока и тепловыделения;
уравнения для расчета средней теплоотдачи газожидкостного потока в каналах о высоким тепловыделением при различных режимах теплообмена;
методику, алгоритм и программу теплового расчета для ЭВМ устройств водовоздуганого охлаждения анодов мощных генераторных ламп.
Аптюбапяя.оаботи. Материалы диссертации докладывались и обсуждались иа П Всесоюзной конференции "Теплофизика я гидрогазо-дипамика процессов кипения и конденсации" (г.Рига, 1988 г.), на Всесоюзной научно-практической конференции "Пути интенсификация производства и применения искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте" (г.Одесса, 1989); па конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, ннненеров я аспирантов ЛШШ. (г.Ленинград, 1987-1990 гг.).
Публикация. По тема диссертации опубликовано 6 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства.
Структура я объем пяботи. Диссертация состоит из введення, четырех глаз, шводэв и приложений; содержит 102 страницы мавд-ногшепого текста, 33 рисунков, 30 таблиц. Список использованной литературы включает 163 наименования.