Шпильрайн Э.Э.(ред). Тепловые трубы

Подождите немного. Документ загружается.

'{{

]т

402

|1}лозннаер

лости

тепловой

трубь1

и ее

заполнения

исполь3овалась

неболь|[{ая

труба

фланцем,

вь1точенная

из полиэтиле-

нового

прутка

и приваренная

к оболочке трубьт.

ка-

честве

полимернь1х

пленок

исполь3овались

вь|г1ускае_

мь1е промь11|]ленностью

про3рачнь]е

пленки

и3 поли-

этилполиэфира,

нейлонсаранполиэфира

покрь|тьте

и г.

13.

€хема экспериментальной

установки

для

исследования

характеристик

гибких

тепловьлх

труб.

_самописец

температурь|;

_регулирующийтрансформатор;

_ватт-

метр;4_к

вакуумному насосу;

5_вайуумная

линиА;'6

_й!нометр

(аб_

солк}тное

давление);

термопара;

нагреватели

сопротивления;

теп_

ловая

изоляция''

гибкая

тепловая труба;

.|..

сток телла:

вакуум-

ный колпак;

сосуд

с постоянной

температурой

жидкости.

алюминием

полимернь|е

пленки.

3а исключением

по_

следнего

материала'

все

эти пленки сильно

пропускали

атмосфернь1е

га3ь1.

Ёа

фиг.

13 пока3ана

схема

установки'

на которой

бьтло

вьтявлено'

что

основнь1е

проблемь|'

возникающие

при

работе

тепловь1х

труб,

связань1

с натеканием

га3а.

Ёа этой

)ке

установке

ре3ультате

ряда

опь]тов бь]ли

Р е е ц л 1* по

анце

т е мп

рат ! рь[

ко с

мцч

е'у

:у

ф!

"а

ц--

4о3

получень1

даннь1е

для

сравнительной

оценки

различнь]х

матёриалов

оболочек

тепловь1х

труо'

"_-1'епло

области

испарения

'трубь1

подводилось

от

электрических

нагревате'ей

сопро]-1:ления

отводи_

лось

от

конденсатора

с помошью

циркулирующей

охла'{_

дающей

>кидкости.

1ермопарьт'

установленнь1е

вдоль

?Б;йй"а

трубь1,

позволяли

прои3водить

3апись

тем-

ператур

ней.

8сли

после

начальной

откачки

таза

3аполнения

трубьт'во3никал

3начительнь1й

градиент

температурь1

;!6;;

трубы,

то

прои3водилось

п9в]9рно:

ее

вакууми_

рование

течениЁ

нескольких

секунд'

3то

позволяло

удалить

неконденсиЁуйщ"';'"

газ

;з

тепловой

трубь|

66'ЁЁйБ''",

рабочие

у6ловия,

6лизкие

изотермическим'

Фпьттьт

проволилйсь

при

давлении

окрух(ающего

воз'_

дух;;'

р;;^ё'-т':'*,,

"ц^

при

абсолютном

давлении

'|ру*<Ёюшего

во3духа'

близком

давлению

внутри

трубь1.

Фпьттьт

проводились

достаточно

длительно'

всли

при

работе

даЁлением

в1{е1пней

средьт

апм

нару1пение

тепловь|х

хар

а ктер

истик

роисходило

кор_от

ки_1^

:Р':_

мех{уток

времени

если

подобное

нару1пение

не

наолю-

далось

условиях

вакуума

или

х(е'оно

бьтло

незначи_

тельнь1м'

то

мох<но

бьтло

сдостаточной

уверенностью

по_

лагать'

что

это

ухуд1пение

хара-ктеристик

',1?,:^1:

натеканием

внутрь"тепловой

.1рубч

атмосферно::

]:-12

Бсего

бьтло'изготовлено

гибких

тепловых

труо'

Фсновньте

характерист|1к|4

эту|х

тепловь1х

труб

приведе-

йй^й

{'?''цЁ.

н''фиг'

показань1

типич!ть]е

ха-

рактеристики

плосйой

панельной

тепловой

трубьт

!р"

.Ё

работе

течение

дней-при

пони)кенном

давлении

'йру*Ё'щей

средьт

при

работе

течение

практически

;;Ё;

;Б;;."[1й";й)'

прй

давлении

окрух{ающей

сре-

дьт

\ агпм.

Бплоть

до

момента

|1а'{1утсат1ия

настоящей

работь|

наи__

луч1пие

результатьт

бьтли

достигнуть1

на

вь1пускаемь1х

промь|1пленностью

пленках

алюминиевь1м

покрь1тием'

Фни

прелставляли

собой

слой

патентованного'

свари-

вающегося

при

-$агреве

покрь1тия

толщин'""

о'о_!9

-!з

Б-йй.".""'$

нй

него

алюминиевой

фольгой'''ч11'^:

0'0й

,;'

1епловая

характеристика

трубьт

оставалась

чч

о)

хх

(о-

ФФ

хх

со

с.! с\

!о

ычч!о

хз.б|ы

(о^хх

-!+Ё

9ёБв

;ххх

6'ч

Ёс{"оР

ьФ

_.о

чх

о^

*6,ь

с5=

о4Ф

яд

ЁЁв

гх'

обФ

!дц 9!сз

чф*.]

Ф+*

4А<б

Б.5

б'!

с*]-

Ёхэзх*":

Ёа[Ё

и*е3Ёр5

}я;

! Ё Ё

уд

ё=

5А

о:с

Ф:ё

ФЁэ

оЁ

*--

\о

'б

ьЁ6

5йь

Ёяё9"

Ё{^

!н

5к

:о

Ё{

уо

соо

х-

>Ф

*о

о..

Ёо

Ао

йФ

!о

Ё{

\о

г+

Фх

эч

хЁ

фх

дё

5'.

о!х

б_.

Ёд

Фн

Ёс.!

бо

ч9

оч

^Ф

хх

ФФ

о.э

Ф!

фх

** +

6 о.ч

бьо

о\о

чх

до

Ф!=

хФу

=у

п |:'Ф

=Фэ

6:с*

3 3.=

о,{ Ф

Ф'Ф 5

!!>5

'Ё

,(,

Ф'

€

о.

б'

чФ

бф

хх

6г

* *с'я?

9Ё3вР

м!ФФ

Ёш

Ф^

ф'Ёд9

939"Ё

ах Ё

ФхФ!.о

] х

о.5

Ён

9Ё

Ёхя Ё

ёэёя6

.о

о"

*Фх

=*й

Фбо

кф

о*

!дЁ

йч

Ф-Ф

6хФ

Фуь

^х

*^=6

эЁЁн

-:-

ц>'

1к@

Ё[

ЁЁ

ЁЁ€

Ё-ч

Ён Ё-*

чЁ

5цЁ н'Б 1к!

.о

Ё3€ нЁ хэ€ €Ёа

о о:_!

'ЁЁ

"Б

ЁЁЁ

Р=;

$.а

$+ $^3

$$3

"*Ё!*"

Ён

1Ё; *Р $'

^8""€^

8Ё

ёнЁ

8'-€

Ё*

гвгг";

а'Р*.вЁ

вЁ

-Ё

9 н6е5'<9

Ё:

3Ё+ нЁЁ

ЁЁ:*яР

х д

х.- э

!!\о

>>!

-Ё

ыы

}:'ё

я :ЁйтР"

:ёЁ;Б-вБЁЁ-Б

:3Ё:вн^

&а: ЁЁв

ЁЁЁ:

Ё Ё

ав

Ё:

ЁРЁ*

оЁ*';;эсЁЁхф&

РоЁнЁо.но

ноо('('нон

Ё5

Ё:{

:о

Ф>

Ё" Ёя

5н

!п Ёя

Б*

н5

69 хЁ

:.* <ъ

ч=

9Ф

-;Ё_

ЁЁ

5*=

Рч

Ё_ э*ё

!!!

кцх

**3

цк\

Ф б :9-

5;ч

99:

бн_-

6Ё-

х *9 Ф !:":: б

з{* Ф Ф

!? ф!'-

+3Ё

Ё9Ё

5ёв

Бьд

$Б=

3чЁ

о Ё г5 .\

о=

а=

бй

о.х

н*

х^^^^9.

.хо9

Ё^

ФЁ

св€

цёв

пЁ=

Ф э=^ч

о.

6хх

|о

о.

(Ё

ь|

х!

Ё!

а. !

€|

х!

эз

Ёо

Ф>

вх

оо

ьь

г-оо

о)Ф

27*396

}о

о|

со

о]

[о

\о

Ё.

€

{

со

6.1

с\|

со

с.|

|о

о*

ю'

9ч

до

*н

\о

!а

>п

хй

о-

:с.

о<

6ц

фБ

Ёб

ф<

----г

]:-

>о

*о:

хБ

о!6

6=Ё

ац Ё

3хх

а'7

о*

9ь-

юэ^

Ёо а

к<53

б*ь

ре*

Р8Ё

Ё<

-.;--

чР

ЁФ

6!п

о.

в8

бо

Ф4

фЁ

дб

во"

,ь ёё

=д

бу

ф^

х}

оФ

Ф!

Фх

9о

Ф!9

\6::

Ф *о

ЁБ

-о

о эф

Рв ре

оФ го

1Ф

н=

до

Фк

ъс{

\о*

>'ч

о"э

Фо

д=

!ц

о@

>_5

€Б

ь-

кс5

ФФ

Б9

о;!

^Ф

ох

о.

р-

\о

о.

дз

_-д

ъ>

Ёу

Ё&

х9

Реецлшрованце

?емпера!црь!

в космццеском

скафанаре

1о7

вполне

удовлетворительной

при

работе

давлением

окрух{ающей

средьт,

равнь]м

аптм'

в течение

более 2

суток

ме)кду

последовательнь]ми

откачками полости

трубь|

от га3а.

Безусловно'

проблема натекания

атмос_

ферньлх

газов

не бьтла

полностью

ретттена.

Фднако

работа

в течение

2 суток

без сколь-нибудь

заметного

ухуд-

1пения

тепловь1х

характеристик

восстановление

нор_

мальнь1х

параметров

после

15-секундного вакуумиро-

10г

'|-"--п-п

ц_о-!

7:=--.#

г'!!|!!!!1

02468

8ремя'0нш

и г.

14.

14зменение во

времени

характеристик

гибкой тепловой

трубы

при поних<енном

давлении

окрух<ающей срелы.

[и6кая

тепловая

труба

|8;

нару)кное

давление

поддерживалось

близким к

давленик)

впутри тепловой

тру6ы;

неконденсиру_ющиеся

газы

удалевы

и3

труоы

момент

времени 0.

||одводнмая постояпномощность

(втФ:

-3,65;

!-2,65;

_|,7:

0'7.

вания

ука3ьтвают

на

}кизнеспособность

гибких тепло-

вь1х

труб.

Анализ

вероятнь1х

причи}{

натекания га3а'

вклю-

чав1пий

консультации

со специалистами

по материалам

лицами'

занимающимися

сбь1том соответствующих

материалов'

привел

к предваритель}{ому

3аключению,

что

причина

кроется

в налич|!и

в алюминиевой

фольге,

исполь3уемой

для

изготовления

пленок

с алюминие-

вь1м

покрь1тием,

мельчай1пих

отверстий'

связаннь1х

присутствие1\,1

3агрязнений

исходном

материале.

при

прокатке

такого

материала

в тонкую

фольгу

эти вклю-

чения

во

многих местах

распространяются

на

всю тол-

ттту

фольги,

обра3уя

при этом

каналь|

для

прохода

мо-

лекул

газа.

исполь3овав1пиеся

настоящем

исследова-

нии

материаль1

ограничивались

ли1пь

и3готавливаемь1ми

промь11пленньтм

путем

и3делиями.

Ёамеченная програм-

.)1*

'з

ч-.Р

ЁЁе

-це5:

е'5Ё

\Бъ

зц

'ф

уц-

ма

исследованпй

не включала

разработку

специальных

конструкционнь1х

материалов.

|1олагают,

что

мо)кно

создать

более

совер11]енньте

эластичнь1е

пленки

метал^

лическим

покрьттием.

14х

основу

дол}кнь1

составлять

полимернь|е

материаль|

известной

низкой

проницае-

мостью

для

определенных

газов'

о|1и

дол)кнь1

покры_

ваться

металлической

фольгой,

прокатанной

из

метал_

лов

вь1сокой

чистотьт

или

имеющей

соответствующую

толщину

для

сни)кения

газопроницаемости.

у2!!6810

8ремя'0нш

и г.

15.

!4зменение

во

времени

характеристик

гибкой

тепловой

трубы

при

давленйи окрух<йщей

среды

1 апла.

[и6кая

тепловая

тру6а

}т[я

18;

неконденсирующ_иеся

га3ы

удалены

из тру6ы

|!одводимая

постоянно

*:ц"#;#?*;|:

3'_

,,'',

2,65,

',7.

Разработаннь!е

эластичнь1е

панел

6ьтли

объединень:

с плоской

х<есткой

панельной

тепловой

трубой

из не-

р)кавеющей

стали

одну

.двухкамерную

те_йовую

трубу

(тепловой

переключатель).

3та

двухл|амерная

тепловая

труба

представляла

собой

один

из

проёктов

устрой_

ства

для

регулирования

температурь1

человеческого

тела

космическом

скафандре.

по 3амь1слу'

поло}{(ен_

ному в

основу

этой

конструкции,

две

камерь|

дол'(нь1

располагаться

по

обеим

сторонам

находящейся

поддав.

лением

оболочки

скафандра.

Фни

как бьт

включень1

па-

раллельно

слою

вьтсокоэффективной

тепловой

и3оля-

ции.

эластичная

камера

6удет

находиться

в контакте

Фо

ео

е_Ф

'а8

дц

ФФ

ць

Ф=!

зЁ

ёв

5ч

Ён

€

Реецлцрована:е

1емператцрьо

в кослцческом

скафан6ре

409

с ко>кей и

отводить

от нее тепло'

тогда

как )кесткая

ка_

мера

дол)кна

располагаться

снару)ки

поверхности

кос-

мического скафандра

и отводить тепло

космос

и3лу-

чением. 3озмо>кность

регулирова|1|4я

тепловой

мощно-

сти

устройства

позволит'

и3меняя величину

теплового

потока' байпасирутощего

тепловую

и3оляцию'

привести

его в

соответствие

с потребностями

органи3ма

космо-

навта.

}стройство

включает

электрический

нагреватель

сопротивления

в верхней

части тепловой

трубьл

и охла}к

дающий

теплообменник

них<ней

ее части._Ёагрева-

тель

холодильник

моделировали

вь1деление

тепла

че-

ловеческим

телом

и и3лучение тепла

космическое

пространство. Бся

конструкция

целом

бьтла тшироко

оснащена

термопарами.

Разработка'

проектирование

характеристики

ука3анного устройства

более

полно

рассмотреньт

работе

[1].

пРоБлвмА

3АмоРАживАния

твпловои

тРуБь[

!,ля

вь:бранной

рабоней

>кидкости

рабоний

диапа3он

тепловой

трубьт

ограничен полосой

мех{ду

точкой

за-

мерзания

х(идкости.и

ее критической

температурой.

больтшинстве

тепловьтх труб

диапа3он

рабоних

|ем-

ператур

лех{ит

3начительно

ни)ке критической

темпе-

ратурь1.

Б то

х<е

время

во3мо)кность

3амерзания

ра6о-

ней

>кидкости

в тепловой

трубе

представляет

вполне

реальную

проблему.

||ри проектировании

тепловой

трубь:,

безусловно,

)келательно

вьтбрать

такую

рабоную

)кидкость'

кото_

рой

тонка

замер3ания

бьтла бь:3аведомо

ни)ке предпола-

гаемой

рабоней

температурьт.

Фднако

мо}кет ока3аться'

что

это

требование все

)ке будет трудно

удовлетворить.

Бсли

говорить

о применении тепловь|х

труб в

косми-

ческом

скафандре, то

вь:бор

рабоней

}(идкости

(водьт)

диктуется

как

сообра)кениями безопасности'

так

до-

сти}кимь]ми

эксплуатационнь1ми

характеристиками.

дру''*

случаях'

да}ке

если требования

безопасности

оудут

менее

}{есткими' стремление

обеспечить вь|со_

кую

тепловую

эффективность

устройства

мох(ет скло_

нить

ча|пу

весов в

поль3у

рабочей

)кидкости' точка

за-'

поверхностное

натя'(ение

и плотность

низкой

вя3ко-"

стью

[12].

Фценка

этих

позиций

рабоних

>кидкостей

для

тепловьтх

труб

пока3ь|вает'

что

металль1

с,низкой

точкой

плавления (натрий,

калий

и т'

п.) и вода

стоят

во

главе

списка'

тогда

как аммиак'

спирть1

фреоны

3начительно

менее

эф-фективнь1'

т. е.

более

эффективны_

ми оказь1ваются

рабоние

)кидкости

со

сравнительно

вь1сокими

значениями

точки

3амерзания

Рабочая

температура

тепловой

трубе

зависит

от

плотности

подводимого

отводимого

телловь1х

потоков.

стационарнь1х

условиях

количество

г{одводимого

теп_

ла

дол)кно

бь:ть

равно

количеству

отводимого

тепла.

1емпература

пара

больтпинстветепловь:х

труб

прибли_

3ительно

постоянна.

Беличина

подводимого

отводи-

мого тепловь1х

потоков

зависит

от термических

сопро-

тивлений

ме}кду

источником

тепла

паром

и соответ-

ственно

ме>кду

паром

и стоком

тепла.9ти

сопротивле-

ния

практически

постояннь1.

|1оэтому

тепловь1е

потоки

и температура

пара

будут

и3меняться

при

изменении

температурь1

стока

(или)

температурь|

источника

тепла.

1епловая

труба

мо)кет

работать

при

температуре'

ле-

>кащей

ме}кду сравнительно

вь1сокой

температур_ой

ис_

точника

тепла

и температурой

стока

тепла'

которая

ни)ке

температурь1

замер3ания

рабоней

х<идкости'

|!ри

этом

рабоная

температура

трубы

3а счет

подвода

тепла

от

источника

будет

поддер>киваться

на

уровне'

3аметно

превь1шающем

точку

замерзания.

Роль

источников

тепла

могут

вь|полнять

элементь1

оборудования'

вь|деляющие

тепл-о'..

температура

которь1х

регулируется

тепловой

трубой;

вь]деляемое

тепло

отводится

в космическое

про_

странство

и3лучением.

Бсли

оборудование

будет

вре-

менно

отключе!{о'

то его

температура

пони3ится'

теп_

ловой

тру-бе

перестанет

поступать

тепло

ее темпера_

тура

прибли3ится

к' температуре

стока

тепла.

Рабочая

х(идкость

этом случае

замерзнет'

и передача

тепла

процессе

ее

испарения-конденсации

пр.екратится.

|1ос-

Р ееу лшро ванше

т е

м/!е

рат

рь[

кос'|'|цческом

скафан0

ре

41!

леднее

обстоятельство

само

по себе

не

вь13ь|вает

не_

приятностей,

поскольку

оборудовании совсем

не

вь1-

деляется

тепла.

Более того'

замер3ание

рабоней

)кид_

кости

фактинески

предотвратит чре3мерное

пони}кение

температурьт оборуАования.

Бсли

по про1шествии

этого периода с

нулевьтм вь1де-

лением мощности тепло вновь

начинает вь!деляться'

то

тепловая

труба

ока)кется

неспособной к

немедленному

возобновлению

передачи тепла'

Ёизкая

температура

в конденсаторе тепловой

трубьл

приводит к сни)кению

давления

лара. Б свою

очередь

это обусловливает

дальнейтпее

испарение

рабоней

>кид-

кости

испарителе.

|1ар

перетекает в холодную

зону

тепловой трубьт

(конденсатор),

конденсируется там

замерзает

или

сублимируется.

|1о

мере того как

рабо-

чая

)кидкость буАет собираться

и замер3ать,

фитиль

о6ласти

испарения вь|сохнет.

|!ри

таком

начальном состоянии

увеличение

подво-

да

тепла

к испарителю

не мо)кет заставить тепловую

трубу

вновь

фун^ционировать.

|!еред

запуском тепло_

вой

трубьт,

для

того чтобьт

расплавить

замерзтпую

рабо_

чую

жидкость, требуется

поднять температуру

кон-

денсаторе

и 3аставить

фитиль

перекачать

)кидкость

испаритель.

Фднако

испарителе отсутствует

какое-

либо

количество >кидкости'

которое обеспечило бьт

пере-

дачу

тепла

к конденсатору

расплавление

затвердев-

тпей

рабоней

х<идкости. Ёа

фиг.

показано и3менение

во

времени

температурь|

вдоль <замерзтттей) тепловой

трубь:

трубнатого

типа

длиной

60 см, и3готовленной из

нер>кавеющей

стали и исполь3ующей в

качестве

рабо-

чей

х<идкости

воду. 3 момент времени

(нуль)

г{одвод

тепла

в зону

испарения,увеличится. 14з графика

видно,

что

температура

испарителе

возросла

3а 11 мшн почти

до

200 "€,

тогда

как температура в конденсаторе

замет-

но

не

изменилась

и осталась

равной

температуре

за_

мер3ания

водь].

Бьтло

сделано

3аключение' что

необходимо предот_

вращать

3амер3ание

тепловой трубьт,

в противном

слу-

чае

повторньтй

запуск

3амерз!пей трубьт

в приемлемо

короткий

проме}куток

времени после

возобновления

под-

вода

тепла

к испарителю

ока)кется

невозмох(нь|м,

4\2

[]]лозшнее

поних{ающие

точку

замерзания.

Антифризнь|е

добавки'!.].

включающие

спирть1

этиленгликоль'

обь:чно

исполь::,]

зуются

автомобилях.

однако'

если говорить

о тепло_1!

вьтх трубах'

в них

рабоная.)кидкость

пре+ерпевает

фа-

зовьтй

переход;

в этих

условиях

возмох<ность

прийе_

нения смесей

ока3ь1вается

проблематичной.

8о многих практических

конструкциях

для

предот-

вращения замер3ания

водь|

в нее

добавлялись

вещества'

0102030405060

испаРцпель

Расспоянце

в0оль

прубы'см

!Фп0енсапор

и г.

16. |1рофили

температуры

заморо'{енной

тепловой

трубе

различнь|е

моменть| времени

после

начала

подвода

тепла

испари-

1епловая

тр_у6а

цилиндрического

1'*:''"

нерх<авеющей

стали;

фитиль

иэ

яер'(аве!ощей

проволочной

сетки;

подвод тепла

испарителк)

начинался

мо_

мент

времени

ра6оная

я<идкость

вода.

||усть

рабочая

}кидкость

пр.едставляет

собой смесь

метилового

спирта

и водь1' тогда

более

вь1сокое

давле-

ние

паров

метилового

спирта

обусловит

фракционную

возгонку

смеси

при

испарении.

|!аровая

фаза

будет

представлять

смесь

паров

компонентов'

отно|пение

кон-

центраций

которь]х

равно

отно1|:ению

давлений

насьт_

щения

двух

компонентов

при

температуре

смеси.

[оля

паров

метилового

спирта'

обладающих

более

вь|сокой

упругостью,..будет

вь1|'ше.

Ёапротив,

>л{идкой

фазе'

наполняющей

фитиль'

ос|{овнь|м

компонентом

будет во_

[

Рееулцров?,-нце

температцрьс в космцческом

окафан6ре

413

АА,

1. е. мь1 будем иметь

дело

с тепловой

трубой,

в кото-

рой

перенос

тепла будет осуществляться

основном

йетиловь:м

спиртом'

не являющимся

достаточно

эф_

фективной

рабоней

>кидкостью.

Фитиль

)ке

будет

за_

полнен

)кидкостью

относительно

больгшим

содер}кани_

ем

водь1'

которая

будет

замер3ать

при низких

темпе-

ратурах,

делая

фитиль

непригоднь1м

для

перекачки

вообще

какой-либо

)кидкости.

|1олох<ение

изменится'

если

сних{ение

точки

3а-

мер3ания

будет

достигнуто

путем

добавки

х(идкости'

об!азуюшей

водой

а3еотропнь|й

раствор.

1(о_нцентра_

ция

таких

добавок

будет

постоянной

>кидкой и

паро-

вой

фазах,

т. е.

смесь будет

по

существу

работать

как

одна

)кидкость.

Бьлли

предпринять1

г1оиски

сведений

>кидкостях'

кривь1е

упругоёти

которь|х

бьтли

бьт 6лизки

й кривой

упругости

водянь1х

паров'

результате

обнарух<илось'

что

кривая

упругости

паров

нормального

пропилового

спирта

(пройанола-1) почти идентична

кривой

упруго_

сти

паров

водь1

при

температурах

вь11пе

ее

точки

за-

мерзания'

то )ке время

точка

замерзания

этого

спир-

та

равна

-127

"с.

результате

бьтло

начато исследо-

вание

эффективности

использования

пропилового

спир-

та

в качестве

вещества'

сних(ающего

точку

замер3ания

водь:. 3 опубликованной

литературе

имеется

ли1пь

одно

указанйе

[7],

что

смесь

воды

32,5^%

п1опилового

спирта

имеет

точку

замерзания

-10'1

'€.

Аля

опреде-

ления

перспективности

этой

смеси

бьтло

необходимо

рас1ширить

имеющиеся

сведения

точке плавления

смеси'

а такх(е

уточнить'

существует

ли

эвтектическая

смесь..[|.ля

простоть|измерялась

точка

плавления'

а не

точка

3амерзания.

Бьтла

разработана

простая

экспери-

ментальная

установка.

9та

уста_новка

методика

ис_

следования

описань1

работе

[6!.

Ёа

фиг.

17 приведена

кривая

зависимости

темпера-

турь1

3амер3анутя

смесей водь1

пропанола-1

от

состава

смеси.

\аклх-ли6о

указаний

на

существованиеэвтекти-

ческого

состава

сме6и

о6наружено

не бь]ло.

1емперату_

ра

3амер3ания

сни)калась

не3начительно'

пока

массо'

вое

содер)кание пропанола-1

гте

достигало

примерно

90%,

т.

е. пропанол-1

не является

эффективнь1м

в пла_

414

лозннее

не

сни}кения

точки

замерзания

водь1

до

низких

темпе_

ратур.

.Б|о^

применимость

ограничивается'

,'_""дйй'--

му,

-10

'с.

.'|1оиски..

упоминания

других-х{идкостях с требуе_

мой

кривой

}!Р}гости

пароЁ

не

обнару>кили

каких.ли-

оо агентов'

ооещающих

существенное

сни)кение

точки

г.

|7. 1емпература

3амерзания

смеси

вода

пропанол-

1 .

заме-рзания

водь1.

другом

подходе

решению

этой

проблемьт

це

делается

попь|тки

предотвратить

3амерза-

ние.

|(ак

указьтвалось

вь]1пе'

тепловая

труба

после

3амер_

зания

не

мо}кет бьтть

вновь

бьтстро

запущена

работу,

потому

что

вся

рабоная

)кидкость

в горйней

зон6

труб1т

испарилась'

пар

сконденсировался

замер3

в холод-

100

Реецлцрованце температцрьс

в космцческом скафан0ре

4\5

ной

зоне. Ёсли

увеличить

подвод

тепла

горячей

зо,е'

то передачу тепла

к 3амер31шей

рабоней

жидкости

м0>к-

но

осуществить

только за счет

теплопроводности

по

фи-

тилю

корпусу тепловой трубьт. Ёо, как видно и3

дан-

ньтх

фиг.

16, этого

явно

недостаточно.

л0 А-А

Ф и г.

18. €хема

экспериментальной

устаповки

для

исследования

повторного запуска 3аморох<енной

тепловой

трубьт.

регулирующий

трансформатор: 2

ваттметр;

6ак

со смесь1о вода

метиловь|й

спирт с

постоянной температурой;

циркуляционный

насос;

расходомер;

фланец

из вержаве1ощей стали;

термопара

(1||);

вспомогательная тепловая

труба; 9

стеклянная камера

для

испытания

тепловь|х

труб; ,|0

нагреватель;

,[1

теплообменник

(сток

тепла);

опорная

пластина и

фитиль;

прибор

для

измерения

разноети

тем-

ператур;

.[4

при6ор

для

измерения

абсолютной температуры;

.!5

само-

писец

темлературы.

Фднако

тепловь|е

трубь' представляют

собой

уст-

ройства,

обладающие

способностью к передаче

боль-

11]их

плотностей

теплового потока. |!усть

в качестве

рабоней

)кидкости'

обеспечивающей

высокую

интенсив-

ность

передачи

тепла'

для

тепловой

трубь: вь1брань1

вода

или

металл.

этом случае

мо}кно

дополнительно

уста-

новить

вспомогатель11ую тепловую

трубу

с менее

эф-

фективной

с точки зрения

переноса

тепла

р.абочей

х(ид-

костью'

но

имеющей более ни3кую

точку

замер3ания.

}1ощность

этой

трубьт

долх{на

б|тть

достаточна

для

пе-

редачи

ну>к!{ого

количества тепла

от испарителя

кон-

хоро1шем

тепловом

контакте с

основной

тепловой тру.,,

бой.'

Бспомогательную

трубу

устанавливают

внутри

!|[

(испаршпель)

10 20 30 40

время|мцн

ь-

!,г

и г. 19.

||овторный

запуск

замороя<енной

тепловой

трубьт с

вспо_

могательной

<пусковой>

тепловой трубой.

основной тепловой

трубь|,

и она непосредственно сопри_

касается с

фитилем

по

всей его

длине.

Фсновная тепло_

вая труба'

использующая

эффективную

рабочую

}кид-

кость'

рассчить|вается

на перенос

основной

доли

теп-

ла.

во вспомогательной

тепловой

трубе

исполь3уется

рабоная

х(идкость

с низкой

точкой замерзания'

хотя

ее тепловая

мощность

весьма ограничена' тем

не менее

ее

будет

достаточно

для

передачи

ну)кного количества

тепла

к конденсатору,

нтобьт

обеспечить

расплавление

замерзшей

рабоней

жидкости

основной трубь: при

уве-

личении

подвода тепла

испарителю.

,[1,ля

демонстрации

осуществимости

вь|1шеуказа1{ной

идеи

бь]ла создана

специальная

многоцелевая

установ-

ка

для

испытаний тепловьтх

труб'

пока3анная

на

фиг.

1.8.

Фна состояла

из

стеклянной

трубьт' внутри

которой

размещались

фитиль

и плата' на которой

он

Реецлцрованце

температцрь!

кос'1пцческом

скафан0ре

4\7

укреплялся.

|[лата

бьтла

снаб>кена

одного

конца

элек-

три'леским

нагревателем

сопротивления'

вь1полняв!шим

рБль

истотникй

тепла,

другой

теплообменником,

яерез

которь1й

могла

циркулировать

охла)кдающая

>кйдкость;

'теплообменник

слух(ил

стоком

тепла'

Ба

й'йр*"'"'и

фитиля

бьтли

установлены

термопарь|

(т!):

качестве

вспомогательпой

исполь3овалась

тепловая

'-0

ц0

б0

8ремя,мшн

г.

20. ||овторный

запуск

3амор'о)кенной

теплово-й

трубьт

без

вспомогательной

<пусковой>

тепловой

трубы'

труб5

метиловь|м

спиртом

в качес_тве

рабочей

)кидко-

с!й. вспомогательная

тёпловая

труба

бьтла

изготовле}{а

,!-"р}о^"

нер)кавеющей

стали

дйаметром

|2,7

мм'

Фи-

'''Ё

6бр,зов!:вали два

слоя

сетки из

нер}кавеющей

ста_

ли

размером

105 меш.

Б,''"'проведень1 два

одинаковь1х

опь1та

с водой

качестве

первинной

рабоней

}кидкости.

одном

из

этих

опь1тов

к вёрхней

части

фитиля,

перекачивающего

во-

Ау,

бьтла

прикреплена

вспомогательная

тепловая

тру-

61. в'

в'ором'опьтте

вспомогательная

тепловая

труба

не

исполь3овалась.

.-^

Б60

Бцо

Ё_

0ь

ю|

418

&лозннеер

Бо

время

опь|тов

через

теп.г1ообменник

(сток

тепла)

циркулировала

охлах{дающая

)кидкость

с температурой

ни)ке

точки

замер3ания

рабоней

)кидкости

основйой

трубьт;

к электрическо_му

нагревателю

сопротивления

подводилась

мощность

вгп. 1епловая

труба

работала

до

тех

пор'

пока не

появлялся

больш:ой

перепад

темпе-

ратур

ме>кду

испарителем

конденсатором.

3то

указьт-

вало на то'

что тепловая

труба

3амерзла'

рабоная

>кид-

кость;

как

о}кидалось,

собралась

на холодном

конце

уст-

ройства.

|1осле этого

прокачка

охла}кдающей

>кидкости

прекращалась'

а подводимая

к тепловой

трубе

мощность

увеличивалась

до

втп. Ёа

фиг.

2[йредставлень|

графики

изменения

температурь1

во времени

в этих

двух

опь{тах

при

наличии

и отсутствии

вспомогательной

теп-

ловой

трубьт.

14з

приведеннь1х

даннь1х

видно'

что

вспо-

могательная

тепловая

труба

существенно

ускоряла

повторньтй

запуск

устройства

после

его

замерза|\ия.

1(ак

ух<е

отмечалось

вь]тше'

основная

тепло}ая

труба

в этом

опь1те

представляла

собой

(многоцелевую

кон-

струкцию>'

не предна3наченную

специально

для

данно-

го

эксперимента.

Бспомогательная

тепловая

труба

так>ке

не проектировалась

специально

для

обеспечения

цередачи

тепла

холодную

зону

наилуч1пим

образом.

Фднако

проведеннь1й

эксперимент

пока3ал

практиче_

скую

во3мо>к!1ость

использования

этой

идеи

для

пов_

торного

запуска

заморох<еннь!х

тепловь;х

тру6.

|1оэтому

шелесообр.а3нь|

дальнейшие

исследования

_Б

этой

о6л[-

сти.

литвРАтуРА

}'.| .'

з^!

п.9

г^А.

Р.,

-51ш6у

о[ Разз|уе

1егпре1а{шге

ап0

Ёш-

гп-!0|1у

€оп1го1 5у91ещз

[ог А6уапсе6

5расе

5ш|{в,

Р!па1

5есоп6

Р[:азе

Рерог1,

шА5А

сР-7327о'

\оуепбег

1966.

5 [!оз|

пдегА.

Р.'

51ш4у

о!

Разз|уе

1егпрега1цге

ап6

Ёцп!-

0|1у €оп1го|

5уз1епз 1ог

А6уапсе6

5расе

5ш11ё, шА5А

сц_7316в'

5ер1еп0ег

1967.

'..._ч

-!._-!,

@п-![:е

@рега1!оп

о[ Ёеа1 Р!рез,

1($й'

5уз1егпэ,

8чр!.м

9895-6001_тц-000,

!!1ау 1965.

5}:1оз|п9егА.

Р..

\|{'оо

\[.. €а[аго€..

Беп1|1-

|^.

Б.

Р..,

1ес}:по1о6у

51ч{у о| Разз!уе

€оп1го1

о1'Ёшгп|6!1у

|п

5расе

5ш|1з,

шА5А сп_69098,

5ер1егп0ег

1965.

Реецлцрованце

1емператцро!

в космццеско

'.-.-.'.-

,*.ф.,ор)$\р\о

5.5ь1оз1п9ег

А.

Р.,

.|?соБ!^8.

Р.,_

51ш6у

о1

.Р1вз!те

}*'оЁга*,г.'),а

Ёцгп[011у

€оп{го1

5уз1егпв

[ог

А0тапчф

-5расе

зй1|{.-й]*..:.|

кезеагсь

(ерог1

Р!гз1-

1еаг, шА5А

сп_73|69'

*,:т|#: ]Р[];

о| Разз|уе

1егпрега1цге

ап6 Ёцп|0!1у

€оп1го!

("*1"-'

!ог

А0уапсе6

5расе

5ц1[з,

]у1а1ег|а1 Резеагс!

Рерог1

5Ёсопа

!еаг,

\А5А

ся-7327\,

-}х[оуегпБег

1968'

т.

1йЁ!",

т;

"па1'

сг|

са1 1

аб| ез

о[' \ш

гпег!

са1 9а{а,-.

Р!уз'!

с'-'-

с!'^т!_

'1.у'"йа

1ес[:по1о9у,

то|.

1!,

р.

262, -&1с6гаш-Ё||!,

ш' у',

1933'

118

142

160

\77

203

244

271

297'

3о3

316

349

371

твпловь1в

тРуБь1

Редактор

11.

€ереенна

*удожественнь:й

редактор

]{'

-Блшнов

технический

редактор

[1'

€цэова

6дано

на6ор

31/9

1972

г'

||одписано

к печати

20!х

1972

г'

;;;;;"-;

;р'.

их:ов'ь,:6,56

6ум'

л'

22'об

усл'

печ'

л'

уч'_изд'

л'

19'17

йзд.

]ч[р

20/Ф45.

|{ена

р'

к'

3ак' 396'

издАтвльство

(миР>

м?,!!,"!.

1-й

Рижский

пер.,2