Peculiarities of temperature fields formation in vapor channels of thermosyphons with heat carriers boiling at low temperatures

Abstract

We conducted experiments on specially developed setup consisting of evaporation, transport and condensation parts. Heat was supplied to the evaporation part by the heating element which was supplied with voltage and alternating current from a single-phase transformer. Temperatures in the characteristic sections of each part were recorded by thermocouples. Junctions of thermocouples were mounted on the axis of symmetry in the liquid layer, at the lower boundary, in the middle part, and at the upper boundary of the vapor channel. To minimize the influence of the random factors (ambient air movement, operation of ventilation system, room temperature, etc.), we placed thermosyphon in a glass box. We used N-pentane as a heat carrier, and the filling ratio of the thermosyphon is equal to 4%.

Новый Подход К Моделированию Процесса Формирования Теплового Режима Термосифонов Больших Размеров Для Использования Геотермальной Теплоты

“…На рис. 2 приведены результаты сравнения температур, полученных при проведении числен ного анализа и установленных в экспериментах [15,16], в точке, расположенной на оси симметрии термосифона на расстоянии 6 мм от поверхности его нижней крышки. В качестве теплоносителя рассматривался Н пентан -низкокипящая жид кость, которая может использоваться в термосифо нах при относительно низкой (до 40 °С) температу ре скальных пород или воды (такие температуры достигаются на относительно небольших глуби нах).…”

“…В качестве теплоносителя рассматривался Н пентан -низкокипящая жид кость, которая может использоваться в термосифо нах при относительно низкой (до 40 °С) температу ре скальных пород или воды (такие температуры достигаются на относительно небольших глуби нах). Вертикальными короткими линиями обозна чены доверительные интервалы определения тем ператур в экспериментах [15,16]. Хорошо видно, что теоретический тренд T() проходит несколько выше (на 0,5 К) экспериментального, но отклоне ния значений температур в каждый момент време ни практически не выходят за границы довери тельного интервала определения T() при довери тельной вероятности 0,95.…”

“…Анализ и обобщение результатов выполненных ранее экспериментов [15,16] показал, что харак терные времена гидродинамических процессов в паровом канале термосифонов (движение пара, в первую очередь) много меньше характерных вре мен теплопереноса в слое теплоносителя на ни жней крышке этого теплообменника. Определяю щей характеристикой комплекса процессов, про текающих в термосифоне, является скорость испа рения теплоносителя со свободной поверхности его слоя в нижней части парового канала (W исп ).…”

“…По результатам экспериментов [15,16] разра ботан новый подход к описанию теплофизических процессов в термосифоне, отличающийся от из вестных моделированием теплопереноса только в слое теплоносителя на нижней крышке термос ифона, и вычисление по результатам этого модели рования скорости испарения хладагента (основой характеристики работы термосифона).…”