SU1175521A1 - Способ дегазации теплоносител - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ , заключающийс  в вакуумировании , создании ультразвукового пол  и заполнении тепловой трубы теплоносителем , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса, дегазацию осуществл ют непосредственно в корпусе тепловой трубы после заполнени  ее теплоносителем . 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что ультразвуковое поле создают путем воздействи  на стенки тепловой трубы колебани ми с амплитудой 0,5-1,5 мкм на частоте 40-50 кГц с длительностью воздействи  1,0-1,5 с и скважностью 2-3. X тгг ел ел 1C

Description

Изобретение относитс  к дегазации жидкости , а именно к способам дегазации жидкости-теплоносител  тепловых труб и может быть использовано при заправке тепловых труб в авиационной, радиоэлектронной и других област х промышленности, где используетс  дегазированна  жидкость в герметизированных объемах.

Цель изобретени  - повышение интенсификации процесса.

На чертеже представлена схема установки , реализующей предлагаемый способ.

Устройство состоит из модул тора 1, ультразвукового генератора 2, электрически св занного с магнитострикционным преобразователем 3, на торце которого размещен акустический зажим 4 с тепловой трубой 5. Заправка теплоносител  в тепловую трубу осуществл етс  через вентиль 6. Внутренн   полость тепловой трубы соедин етс  с вакуумным насосом 7 через вакуумный вентиль 8.

Способ дегазации теплоносител  в тепловую трубу реализуетс  следующим образом .

Тепловую трубу 5 закрепл ют в акустическом зажиме 4. Требуемую дозу теплоносител  заправл ют в тепловую трубу через вентиль 6. Включают насос 7 и при открытом вентиле 8 осуществл ют вакуумирование тепловой трубы.

Одновременно с вакуумированием от включенного ультразвукового генератора 2 подают импульсные ультразвуковые колебани , импульсами, длительностью 1,0- 1,5 с и скважностью 2-3 с, амплитудой колебаний 0,5-1,5 мкм в диапазоне частот 40-50 кГц, регулируемые модул тором 1, которые через магнитострикционный преобразователь 3 и акустический зажим 4 передаютс  на корпус тепловой трубы 5.

Общее врем  дегазации теплоносител  определ етс  экспериментальным путем в зависимости от дозы. Прин та  амплитуда колебаний обеспечивает проведение дегазации теплоносител  при таких услови х, что увеличение диаметра газового пузырька во врем  импульса за счет диффузионного потока газа не превышает размеров  чейки сетки фитил . При уменьшении амплитуды колебаний ниже указанной эффективность ультразвукового воздействи  резко снижаетс , так как скорость акустического потока в этом случае недостаточна дл  преодолени  потоком сопротивлени , оказываемого сеткой фитил .

При увеличении амплитуды колебаний выше заданной и обработке ТТ на данной амплитуде в течение времени импульса возможно разрушение сварных швов тепловой трубы и, следовательно, выход ее из стро . Установлено, что стойкость сварных швов ТТ определ етс  произведением времени импульса tu на амплитуду колебаний , т.е. tu.- , но выбираемые значени  tu и ,

также завис т от р да условий, указанных выше. Например, iu зависит от у лизи  образовани  стационарного акустического потока. Кроме того, при увеличении амплитуды колебаний сложнее обеспечить герметичность соединени  между ТТ и вакуумной арматурой.

При дегазации теплоносител  в тепловой трубе необходимо обеспечить удаление из жидкости через  чейки фитил , образованного проволочной сеткой с размерами  чеек 0,15-0,2 мм, воздушных пузырьков, возникших вследствии воздействи  ультразвука .

Размеры воздушных пузырьков, образующихс  при действии ультразвуковых колебаний , наход тс  в пр мой зависимости от частоты колебаний. Например, дл  воздушного пузырька в воде радиус рассчитываетс  по формуле

f-R 0,328 кГц.см,

где f - частота колебаний.

Дл  диапазона частот 40-45 кГц радиусы воздушных пузырьков равны 0,07- 0,08 мм, что обеспечивает их проход сквозь  чейку сетки фитил .

Таким образом, ближайша  нижн   частота 22 кГц, R на этой частоте равно 0,15 мм т.е. размер пузырька больше размера  чейки фитил .

Использование более высокой частоты неприемлемо из-за невозможности получить заданную максимальную амплитуду колебаний на ультразвуковом вибраторе, а также из-за резкого увеличени  коэффициента поглощени  звука of жидкостью, что приводит к ее нежелательному нагреву.

Величина ос рассчитываетс  по формуле

-К),

- Cj.

с - скорость звука в жидкости;

где

Ч - коэффициент в зкости;

У - отношение теплоемкостей;

К. - коэффициент теплопроводности;

Ср - теплопроводность при посто нном давлении.

Из сотношени  видно, что «. квадратично зависит от частоты и резко возрастает с ее увеличением.

Ультразвуковое воздействие на металлические издели  св зано с поглощением энергии и нагревом издели  соответственно. Температурна  зависимость нагрева металла пр мо пропорциональна времени обработки и квадратично амплитуде ультразвуковых колебаний.

Таким образом, амплитуда колебаний оказывает наиболее существенное вли ние на нагрев, при увеличении амплитуды в 2 раза температура увеличиваетс  в 4 раза. Экспериментально установлено, что зависимость температуры от времени ультразвунового воздействи  и амплитуды достигает 1-5° С/с. При этом применительно к тепловым трубам необходимо учитывать также нагрев теплоносител  за счет поглощени  им части ультразвуковой энергии.

Стабильность температурного режима при заполнении тепловых труб теплоносителем имеет важное значение, так как нагрев приводит к чрезмерному испарению теплоносител  и, следовательно, к значительному изменению его первоначального объема, что недопустимо. Нагрев особенно нежелателен при использовании в качестве теплоносител  легколетучих жидкостей, например фреона-113. Воздействие на тепловые трубы ультразвуковыми колебани ми амплитудой 1,5 мкм дает нагрев корпуса не более 0,5°С/с. При непрерывном ультразвуковом воздействии в течение 30-40 с возможен сильный нагрев тепловой трубы, однако применение импульсного режима обработки с естественным охлаждением корпуса во врем  пауз (учитыва , что скорость естественного охлаждени  ниже скорости нагрева от ультразвука, врем  пауз устанавливаетс  больше времени воздействи ) позвол ет получить нагрев от ультразвука не более 5°С. Нижний предел амплитуды колебаний (0,5 мкм) определ етс  началом кавитации в жидкости в указанном диапазоне частот. Начало кавитации наиболее точно определ ют по изменению сопротивлени  акустического излучени  источника звука. Экспериментально установлено , что начало кавитации соответствует амплитуде колебательной скорости «12 см/с, что при частоте 40 кГц, согласно известной формуле

V 2fi,

где V -амплитуда колебательной скорости;

-амплитуда колебаний, соответствует амплитуде колебаний 0,5 мкм. Таким образом, выбранные амплитуды колебаний 0,5-1,5 мкм  вл ютс  опти5 мальными применительно к процессу дегазации теплоносител  в корпусе ТТ.

Во врем  проведени  процесса УЗ дегазации проводитс  непрерывное удаление газов, поступающих из внутренних слоев Q теплоносител  через  чейки сетки фитил  в виде воздущных пузырьков. Удаление производитс  путем откачки и создани  вакуума на 100-150 мм рт. ст. ниже атмосферного .

По окончании процесса дегазации про5 изводитс  герметизаци  ТТ, например, путем пережати  откачного патрубка специальными механическими ножницами.

Claims (2)

1. СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, заключающийся в ваку умировании, создании ультразвукового поля и заполнении тепловой трубы теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, дегазацию осуществляют непосредственно в корпусе тепловой трубы после заполнения ее теплоносителем.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что ультразвуковое поле создают путем воздействия на стенки тепловой трубы колебаниями с амплитудой 0,5—1,5 мкм на частоте 40—50 кГц с длительностью воздействия 1,0—1,5 с и скважностью 2—3.

SU „„1175521