Способ изготовления тепловой трубы
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных изделии с капиллярно-пористым слоем из порошкового наполиччеля, и может быть использовано в теплоэнергетике при изготовлении тепловых труб. Цель изобретения - повышение теплопередающей способности тепловой трубы и производительности процесса. Металлический порошок, в частности медный, помещают в бункер и в течение 2 мин воздействуют на него вибрацией с частотой 50 Гц и амплитудой ускорения 10 м/с2. Затем в пороиок вертикально вводят корпус тепловой трубы с закрепленным в нем формующим элементом . Корпус подвергают вибраций с частотой 20 Гц и амплитудой ускорения 3 м/с2. При воздействии вибрации происходит погружение корпуса в порошок и заполнение свободного объема порошком. Полученная капиллярно-пористая структура на внутренней поверхности корпуса имеет плавно изменяющийся по высоте размер пор, благодаря чему существенно повышается теплопередающая способность тепловой трубы. Способ позволяет одновременно формовать пакет тепловых труб 2 ЗоП. ф-лы, 1 табл. i IB
СОЮЗ COBETCHHX
КСПУБ ЛИК
8й1И 9ТЕй Т "..1- ;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
К А BTOPGMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4609602/02 (22) 28. 11 . 88 (46) 07.05.91. Бюл. Р 17 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) В.К.Лелег, В.М .Капцевич, Л.П.Пилиневич, В.В.Мазюк, С.Е.Зенькевич, В.Л,Васильев и П.С.Анчевский (53) 621.762.8 (088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР
М- 1237310, кл. В 22 F 7/00, 1984.
Авторское свидетельство СССР и 877303, кл. F 28 D 15/00, 1980, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ
ТРУБЫ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных изделий с капиллярно-пористым слоем из порошкового наполнителя, и может быть использовано в теплоэнергетике при изготовлении тепловых труб. Цель
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления двухслойных изделий, и может быть использовано в теплотехнике при изготовлении тепловых труб.
Целью изобретения является повышение теплопередающей способности тепловой трубы и производительности процесса
П р и и е р. Изготавливают капиплярную структуру тепловой трубы для
„.SUÄÄ 1646679 А1
Р1)5 В 22 F 7/04, F 28 D 15/00 изобретения — повышение теплопередающей способности тепловой трубы и производительности процесса. Металлический порошок, в частности медный, помещают в бункер и в течение 2 мин воздействуют на него вибрацией с частотой 50 Гц и амплитудой ускорения
10 м/с2 . Затем в порошок вертикально вводят корпус тепловой трубы с закрепленным в нем формующим элементом. Корпус подвергают вибраций с частотой 20 Гц и амплитудой ускорения 3 м/с . При воздействии вибрации происходит погружение корпуса в порошок и заполнение свободного объема порошком. Полученная капилляр- а но-пористая структура на внутренней Е поверхности корпуса имеет плавно изменяющийся по высоте размер пор, благодаря чему существенно повышаегся теплопередающая способность тепловой трубы. Способ позволяет одновременно формовать пакет тепловых труб, 2 з.п. ф-лы, 1 табл. работы при угле наклона 90 к горизонту с размерами: длина 300 мм, дли». на зоны конденсации 200 мм, длина зоны испарения 90 мм, внешний диаметр корпуса 16 мм, толщина стенки
1 мм. Для изготовления капиллярноЯ структуры используют медный порошок
ПИС-H с размерами частиц 0,0630,315 мм. Порошок помещают в бункер и в течение 2 мин воздействуют на него вибрацией с частотой 50 Гц и амплитудой ускорения 10 м/с . Затем
1646679 в слой порошка вертикально вводят корпус тепловой трубы с закрепленным в нем формуюцим элементом. Для обеспечения ввода корпуса тепловой
Л трубы в слой порошка на корпус воздействуют вибрацией с частотой
20 Гц и амплитудой ускорения 3 м/с .
При воздействии вибрации на корпус тепловой трубы происходит его погру- 10 жение в слой порошка и заполнение свободного объема корпуса порошком. !
Полученная капиллярная структура имеет плавно изменяющийся. по высоте размер пор, благодаря чему суще" 15 ственно повышается теплопередаюцая способность тепловой трубы.
Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице-.
Иэ таблицы видно, что предложен- 20 ный способ по сравнению с известным позволяет повысить транспортные свойства капиллярных структур тепловых труб и их теплопередающую способность за счет создания плавно меня- 25 ющегося вдоль тепловой трубы размера пор. Кроме того, эа счет возможности одновременного формования пакета тепловых труб, а также устранения необходимости засыпки малых порций порошка в корпус тепловой трубы значительно повышается производительность процесса формования.
Высокие производительность процесса и теплопередаюцая способность тепловой трубы достигаются только при формовании капиллярной структуры с помощью вибрации предлагаемых параметров (примеры 4-6, 9-11, 14-16, 25-29). При использовании параметров 40 вибрации вне указанных пределов (примеры 7, 8, 12, 13, 17-24, 30 и 31) происходит снижение теплопередающей способности или снижение производительности процесса. 45
В зависимости от геометрии тепловой трубы формующий элемент может быть установлен как в бункере с материалом капиллярной структуры (при небольшом отноцешп длины к диаметРу тепловой трубы 1/d(2), так и в корпусе тепловой трубы (при большом отношении длины к диаметру 1/й ) 2).
При предлагаемом способе изменение порораспределения по высоте наполнителя создают в бункере, на который накладывается вибрация с частотой
10-200 Гц и амплитудой ускорения, оп ределяемой из неравенства
2,96 схр 0,0103f 6< а< 8,78 ехр 0,012f где f — частота вибрации, Гц; а — амплитуда ускорений вибрации, м/с .
При больших значениях а происходит кипение дисперсного материала капиллярно-пористой структуры, при меньших значениях а происходит виброуплотнение материала. В обоих случаях невозможно добиться распределения материала структуры по фракциям.
После разделения по фракциям в слой материала структуры вертикально вводится корпус тепловой трубы.
Для облегчения ввода корпуса тепловой трубы в слой дисперсного материала на него также воздействуют вибрацией той же частоты, но другой амплитудой ускорения, определяемой из неравенства а с- 3,96 ехр 0,0103.
Такая амплитуда ускорений соответствует режиму виброуплотнения капиллярной структуры. Это обеспечивает сохранность переменного порораспределения по высоте вводимой тепловой трубы. При этом толщина слоя наполнителя равна высоте капиллярной структуры в получаемой тепловой трубе.
Способ обеспечивает повышение теплопередающих характеристик тепловых труб, поскольку размер пор изменяется монотонно по длине тепловой трубы, т.е. пору можно рассматривать как конус, большее основание которого находится в зоне конденсации, а меньшее — в зоне испарения тепловой трубы, тем самым повышая проницаемость структуры при высоком капиллярном давлении, обеспечиваемом мелкими порами в зоне испарения.
Повышение производительности процесса достигается тем, что в одном бункере способ позволяет одновременно формовать пакет тепловых труб, кроме того, исключается операция засыпки по одной малых порций материала капиллярной структуры в корпус тепловой трубы, что также увеличивает производительность способа.
Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я
1. Способ изготовления тепловой трубы, включающий введение в корпус трубы формующего элемента для образования парового канала, эаполI 6466i i где f — частота вибрации, Гц; и на корпус — с частотой 5-200 Гц и амплитудой ускорения а «<3,96 ехр
5 О J103f с введением корпуса в наполнитель вертикально.
2. Способпоп. 1, отличанение свободного обьема корпуса ка-. пиллярнс -порнстьп1 наполнителеи при наложении вибрации с переменным рас« пределением последнего по высоте, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения теплопередающей способности тепловой трубы и производительности процесса, заполнение наполнителем проводят путем подачи последнего через бункер, а наложение вибрации осуществляют на бункер с частотой 10-200 Гц и амплитудой ускорения а, определяемой из неравенства ю шийся тем, что формующий элем ен т ра зм ецаю т в бунк ере, а корпус тепловой трубы вводят в наполнитель соосно с формующим элементом.
3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ н и с я тем, что формующий элемент предварительно размещают в корпусе трубы, а затем сборку вводят в наполнитель °
3,96 ехр 0,0103f с.а 8,78 ехр 0,012f
Время формования 25 шт.
КС ТТ, мин
ТеплопереПараметры вибрации, накладываемой на корпус ТТ
Параметры вибрации при формовании наполнителя в бункер
Тепловая труба дающая спо собность
Q Вт
f, Гц а,м! с
f,Ãö а,м/с2
Известный способ
160
320 способ
5
7
9
11
12
13
14
16
17
18
19
21
22
23
24
26
27
28
29
t0
9
100
Предлагаемый
4,39 100
6,51 100
9,90 100
4,10 100
10,0 100
11,6 100
20,05 100
29,04 100
10,90 100
30,01 100
30,88 100
63,05 100
96,08 100
29,08 100
97,02 100
4,34 100
7,08 100
9,88 100
34,21 100
65, 43 100
108,16 100
20 100
20 100
20 100
20 5
20 200
20 210
20 4
22,0
11,06
5,06
29
29
180, 200
390
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
С6
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
