vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-348Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERВЛИЯНИЕ СИЛ ГРАВИТАЦИИ НА ПАРАМЕТРЫ ПАРОДИНАМИЧЕСКОГО ТЕРМОСИФОНАIMPACT OF GRAVITY FORCE ON HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF VAPORDYNAMIC THERMOSYPHONКузьмичМ. А.KuzmichM. A.

аспирант, младший научный сотрудник

ул. П. Бровки, 15, 220072

Postgraduate Student, Junior Researcher

15, P. Brovka Str., 220072

KuzmichMA@hmti.ac.byЖуравлёвА. С.ZhuravlyovA. S.

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

ул. П. Бровки, 15, 220072

Ph. D. (Engineering), Leading Researcher

15, P. Brovka Str., 220072

zhuravl@hmti.ac.byХуухэнхууБ.KhuukhenkhuuB.

кандидат технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории атомной спектроскопии

пр. Мира, 54Б, 13330

Ph. D. (Engineering), Professor, Leading Researcher of the Atomic Spectroscopy Laboratory

54B, Peace Ave., 13330

hunstech@yahoo.co.ukИнститут тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси, МинскA.V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskИнститут физики и технологии Академии наук Монголии, Улан-БаторInstitute of Physics & Technology, Mongolian Academy of Sciences, Ulan Bator201722012018045562Copyright © Кузьмич М.А., Журавлёв А.С., Хуухэнхуу Б., 20182018Кузьмич М.А., Журавлёв А.С., Хуухэнхуу Б.Kuzmich M.A., Zhuravlyov A.S., Khuukhenkhuu B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/348

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. 

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. 

пародинамический термосифонтеплообменниквозобновляемые и вторичные источники энергиииспарительконденсатортепловая нагрузкаvapordynamic thermosyphonheat exchangersecondary- and renewable energy sourcesevaporatorcondenserheat loadReferencesВасильев, Л.Л. Пародинамические термосифоны – эффективные теплопередающие устройства для передачи теплоты на большие расстояния / Л.Л. Васильев, Л.Л. Васильев, мл., А.С. Журавлёв // Тез. докл. Белорус.-Латв. форума «Наука, инновации, инвестиции», Минск, 25–27 сент. 2013 г. – Минск, 2013. – С. 48–50.Vasiliev L. L., Vasiliev L. L., Jr., Zhuravlev A. S. Vapordynamic thermosyphons – efficient heat transfer devices for long-distance heat transfer. Tezisy dokladov Belorussko-Latviiskogo foruma «Nauka, innovatsii, investitsii», Minsk, 25– 27 sentyabrya 2013 g. [Abstracts of Belarusian-Latvian forum “Science, Innovations, Investments”, Minsk, September 25–27, 2013]. Minsk, 2013, pp. 48–50 (in Russian).Васильев, Л.Л. Перспективы применения тепловых насосов в Республике Беларусь / Л.Л. Васильев // Инженер.-физ. журн. – 2005. – Т. 78, №1. – С. 23–34.Vasiliev L. L. Prospects for employing heat pumps in the Republic of Belarus. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2005, vol. 78, no. 1, pp. 21–32. Doi: 10.1007/s10891-005-0026-5Vasiliev L.L., Morgun V.A., Rabetsky M.I. Heat Transfer Device. US Patent No. 4554966, 26.11.1985.Vasiliev L. L., Morgun V. A., Rabetsky M. I. Heat Transfer Device. US Patent No. 4554966, 1985.Vasiliev, L.L. Heat Pipes and Thermosyphons for Thermal Management of Solid Sorption Machines and Fuel Cells / L.L. Vasiliev, L.L. Vasiliev, Jr. // Heat Pipes and Solid Sorption Transformators. Fundamentals and Practical Applications / ed. by L.L. Vasiliev, S. Kakaç. – London ; New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013. – Р. 213–258.Vasiliev L. L., Vasiliev L. L., Jr. Heat pipes and thermosyphons for thermal management of solid sorption machines and fuel cells. Heat pipes and solid sorption transformators. Vasiliev L. L., Kakaç S. (eds.). Heat Pipes and Solid Sorption Transformations. Fundamentals and Practical Applications. London, New York, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013, pp. 213–258. Doi: 10.1201/b14864-7Zhuravlyov, A.S. Horizontal vapordynamic thermosyphons, fundamentals, and practical applications / A.S. Zhuravlyov, L.L. Vasiliev, L.L. Vasiliev, Jr. // Heat Pipe Science and Technology. – 2013. – Vol. 4, №1–2. – P. 39–52.Zhuravlyov A. S., Vasiliev L. L., Vasiliev L. L., Jr. Horizontal vapordynamic thermosyphons, fundamentals, and practical applications. Heat Pipe Science and Technology, 2013, vol. 4, no. 1–2, pp. 39–52. Doi: 10.1615/heatpipescietech.2013007414Богданов, А.Б. Обзор шести передовых энергосберегающих технологий в электросетевом комплексе России [Электронный ресурс] / А.Б. Богданов // Энергосовет. – 2010. – №8 (13). – Режим доступа: http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=125ю – Дата доступа: 12.10.2016.Bogdanov A. B. Review of six advanced energy-saving technologies in the electric grid complex of Russia. Energosovet, 2010, no. 8 (13). Available at: http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=125ю (Аccessed 12 October 2016) (in Russian).Совершенствование энерготехнологической системы производства экстракционной фосфорной кислоты / И.В. Кладов [и др.] // Вестн. Иванов. гос. энерг. ун-та. – 2012. – №. 3. – С. 13–18.Kladov I. V., Shelginsky A. Ya., Sedlov A. S., Galaktionov V. V. Power Technological System Improvement of Extractive Phosphoric Acid Production. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta = Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University, 2012, no. 3, pp. 13–18 (in Russian).Ферт, А.Р. Термосифонная система утилизации теплоты удаляемого воздуха / А.Р. Ферт, Н.И. Чеховская, А.В. Гребенюк // Водоснабжение и санитарная техника. – 1987. – №7. – С. 17.Fert A. R., Chekhovskaya N. I., Grebenyuk A. V. Thermosyphon system for heat recovery of the exhaust air. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika = Water Supply and Sanitary Technique, 1987, no. 7, p. 17 (in Russian).Фролов, В.П. Тепловые трубы в системах теплоснабжения / В.П. Фролов, А.Я. Шелгинский // Энергосбережение. – 2004. – №6. – С. 58–64.Frolov V. P., Shelginsky A. Ya. Heat pipes in heat supply systems. Energosberezhenie [Energy Saving], 2004, no. 6, pp. 58–64 (in Russian).Рабецкий, М.И. Пародинамические термосифоны / М.И. Рабецкий. – Минск, 1988. – 35 с. – (Препринт Ин-та тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Нац. акад. наук Беларуси, №11).Rabeckii M. I. Vapordynamic thermosyphons. Minsk, 1988. 35 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.