Методология выбора теплоносителей для контурных тепловых труб на основе их теплофизических свойств

Авторы

Гончаров Д. А.^*, Гончаров К. А.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: d.goncharov@heatpipe.ru

Аннотация

В работе представлена методология выбора теплоносителей для контурных тепловых труб (КТТ), основанная на комплексном анализе теплофизических и эксплуатационных характери-стик теплоносителей с учетом специфики различных областей применения КТТ. Предложен критерий качества теплофизических свойств, включающий в себя параметр Дунбара, адаптиро-ванный для применения к КТТ. Проведен сравнительный анализ теплоносителей для КТТ с ко-личественной оценкой их эффективности в различных температурных диапазонах. Рассмотре-ны механизмы генерации неконденсирующихся газов (НГ), включая химическое взаимодей-ствие и радиолиз, а также их влияние на теплотехнические характеристики и ресурс КТТ. Представлены экспериментальные результаты и инженерные решения, направленные на повы-шение ресурса и радиационной стойкости КТТ. Представлена апробация методологии выбора теплоносителя для КТТ в составе космических аппаратов.

Ключевые слова:

контурные тепловые трубы (КТТ), теплоноситель, параметр Дунбара, методология выбора, теплофизические свойства, космические аппараты

Список источников

1. Goncharov K.A., Nikitkin M.N. Loop Heat Pipes and Two-Phase Loops with Capillary Pumps and Working Fluids for Them // Proceedings of the International Work-shop on LHP Technology. 1993. pp. 45–57.
2. Maidanik Yu.F., Fershtater Yu.G., Goncharov K.A. Ther-moregulation of Loops with Capillary Pumping for Space Use // SAE Technical Paper Series. 1992. pp. 1–8.
3. Гончаров К.А., Николаев Н.Н., Буз В.Н. Моделирование динамических характеристик контурных тепловых труб с регулированием // Тепловые процессы в тех-нике. 2006. № 3. С. 108–115.
4. Nikitkin M.N., Goncharov K.A., Golovin O.A. et al. Loop Heat Pipes in Thermal Control Systems for “OBZOR” Spacecraft. 4th International CPL Workshop. 1994.
5. Goncharov K.A., Kozmin D.E., Nikitkin M.N. et al. Loop Heat Pipes for Space Mission Mars-96. 26th ICES. Monte-rey. USA. 1996.
6. Orlov A.A., Goncharov K.A., Kotlyarov E.G. et al. The Loop Heat Pipe Experiment on Board the GRANAT Spacecraft. CPL-97 Workshop. 1997.
7. Goncharov K.A., Buz V.N, Elchin A. et al. Development of Loop Heat Pipe for Thermal Control System of Nickel Hy-drogen Batteries of «Yamal-200» Satellite. 13th IHPC. Shanghai. China. 2004.
8. Golovin O.A., Goncharov K.A., Balykin M.Yu. 10 Years Ex-perience of Loop Heat Pipes Operation on Board of «Yamal-200» Satellite. 17th IHPC. 2013.
9. Dunbar N., Cadell P. Working fluids and figures of merit for CPL/LHP applications. CPL-98 Workshop. El Segundo. (CA. USA. 2–3 March 1998).
10. Васильев Л.Л., Майданик Ю.Ф. Двухфазные теплопе-редающие контуры // Тепловые процессы в технике. 2022. Т. 14. № 10. С. 434–446. DOI: 10.34759/tpt20 22-14-10-434-446/
11. Buz V.N., Goncharov K.A. Modeling of LHP Performan-ces by Means of Specialized EASY Package Program // Proceedings of the 32nd International Conference on Environmental Sys-tems. 2002. № 2002-01-2506. pp. 1–9.
12. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свой-ствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 708 с.
13. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянов А.В. Холодиль-ная техника. Свойства веществ. Справочник. М.: Агро-промиздат, 1985. 208 с.
14. Yaws C.L. Thermophysical Properties of Chemicals and Hydrocarbons. 2nd ed. Norwich. NY: William Andrew, 2014.
15. Шекриладзе И.Г., Авалишвили И.Г., Гогишвили Г.Б. и др. Тепловые трубы для систем термостабилизации. М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 114–126.
16. Ингибитор коррозии Г-2 для водяных тепловых труб: технические условия и рекомендации по примене-нию. М.: ВНИИХТ, 1985.
17. Goncharov K.A, Kolesnikov V.А., Buz. V.N. Peculiarities of Development of Propylene LHP for Spacecraft Thermal Control System. 12th IHPC. (Moscow. 2004).