The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
Abstract
The two-phase vapordynamic thermosyphon (VDT) is an efficient heat transfer device. Closed vapordynamic evaporative-condensation heat transfer cycle is realized inside it. Vapor pressure acts as a driving force for returning the liquid phase of working fluid to the condenser. The original design of the condenser and the evaporator of the VDT allows to transfer heat flow in horizontal direction to large (10–20 meters) distance. VDT can be used in heat exchangers of heat pumps, heat and cold accumulators of alternative energy sources and secondary energy sources for utilization. This article presents results of the experimental study and shows VDT heat transfer capability depending on the conditions of its work. For this purpose following VDT parameters were determined for different values of heat load and various drops between the thermosyphon evaporator and its condenser: the operating range of heat loads, maximum allowable thermosyphon angle of inclination, dependence of thermal resistance on the transmitted heat flow. The scheme of VDT is described and the methodology of the study is presented. Experimental data allows to conclude that high heat-transfer device working efficiency is achievable with heat loads between 300 and 1500 W and with vertical inclination angles up to 85 degrees. Двухфазный пародинамический термосифон (ПДТ) является эффективным теплопередающим устройством, в котором реализуется замкнутый испарительно-конденсационный цикл переноса тепла, причем движущей силой, обеспечивающей возврат жидкой фазы рабочего вещества в конденсатор, являются гравитационное поле и давление пара. Оригинальная конструкция конденсатора и испарителя ПДТ позволяет передавать тепло- вой поток в горизонтальном направлении на большие (10–20 м) расстояния. ПДТ можно использовать в теплообменниках тепловых насосов, предназначенных для утилизации альтернативных источников энергии и вторичных энергоресурсов. Представлены результаты экспериментального исследования теплопередающей способности ПДТ с протяженным испарителем. Определены основные параметры ПДТ при различных величинах тепловой нагрузки, изменениях перепада высот между испарителем и конденсатором. Установлены рабочий диапазон тепловых нагрузок и максимально допустимый угол наклона термосифона, при которых не нарушается его работоспособность. Определены термические сопротивления устройства для рабочего диапазона тепловых нагрузок. Описана схема экспериментальной установки и изложена методика проведенного исследования. Полученные данные позволяют сделать вывод об устойчивой работоспособности теплопередающего устройства в диапазоне тепловых нагрузок 300–1500 Вт при отклонении термосифона от вертикальной плоскости на угол до 85 град.
