Способ изготовления элементов тепловых труб

(51) 5 В 22 Р 7/04, Р 28 1) 15/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ табл ключаюшемупо Соглас способч дачу порошка в к внутренней повер щейся другим эле электродом, выпо льцевои зазор между ностью трубы, являя- тродом, и пуансонненным в виде дорна,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВТЕПЛОВЫХ ТРУБ(57) Изобретение относится к теплопередающей технике, в частности ктехнологии изготовления тепловыхтруб. Целью изобретения является.снижение теплового сопротивления.Способ включает подачу дисперсногоматериала капиллярно-пористой структуры в кольцевой зазор между внутренней поверхностью трубы и пуансоном-электродом, выполненным в видедорна, уплотнение материала структуры путем перемещения пуансона-электрода вдОль изделия и его одновременное припекание к внутренней поверхности трубы под действием электрического тока, При этом температуру .трубы и пуансона-электрода поддер Изобретение относится к теплопередающей технике, в частности к техологии изготовления тепловых труб. Цель изобретения - снижение тепового сопротивления трубы,2 живают в интервале 400600 С. Температура пуансона-электрода связана с температурой трубы зависимостьюТпр 1 с 1 с Й 1+ с Тт) 1/с1 У сф где Т )з - температура пуансона-электрода; с - температурный коэффициент сопротивления материала капиллярно-пористой структуры, Т - температура трубы; с - диаметр калибруюшего участка пуансона-электрода; 4 - внутренний диаметр корпуса трубы; 1 с - коэффициент теплового сопротивления на границе раздела структуры и корпуса трубы; 1.- коэффициент теплового сопротивления на границе раздела структуры и пуансона-электро- а да, Пропускание электрического тока осуществляют в импульсном режиме с плотностью тока в импульсе 150- 300 кА/см, длительностью тока им- С пульсе ; 30-50 мкс и частотой следования импульсов )= 1 с(1/1), где 1 -В скорость перемешения пуансона-электрода в корпусе трубы; 1 - ширина(1 с1-1,1). Благодаря осуществлю- Ж нию способа достигается повышение ф качества изделий и расширение техно- Ю логических возможностей способа, 1597252уплотнение порошка путем перемещения пуансона-электрода вдоль изделия и его одновременное припекание к внут" ренней ,поверхности трубы под действием электрического тока, температуру трубы и пуансона-электрода поддерживают в интервале 400-600 С, причемо температура пуансона-электрода связана с температурой корпуса трубы звви симостью(1.)Т ргде Т- температуре пуансона-электрода;о - температурный коэффициентсопротивления материалакапиллярно-пористой структуры; . 20Тт - температура трубы;д - диаметр калибрующего учвст 1ка пуансона-электрода;Й - внутренний диаметр корпусса трубы; 25коэффициент теплового сопротивления на границе раздела слоя из порошка и .корпуса трубы;коэФФициент теплового сопротивления на границераздела слоя из порошкаи пуансона-электрода, а пропускание электрического тока осушествляют в импульсном режиме с плотг 35 ностью тока в импульсе 150-ЭОО кА/см и длительностью 30-50 мкс и частотой следования импульсовЧс)= 1 с40где Ч- скорость перемещения пуансона-электрода в корпусетрубы;1 - ширина токопроводящей частипуансона-электрода;коэффициент перекрытия3(1 с 1-1, 1) .Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем. 50При пропускании электрического импульса через дисперсный материал находяшийся в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью трубы, которая является одним электродом, и, пуансоном-электродом, выполненным в виде дорна плотность тока на поверх 1ности трубы всегда меньше плотности тока на поверхности пуансона-электродв (из-за разницы в их диаметрах и соответственно .площадей поверхности). Это приводит к тому, что тепловая энергия, выделившаяся в порошке вблизи поверхности трубы при прохождении электрического импульса меньше, чем вблизи поверхности пуансона-электрода, В результате наблюдается неравномерность капиллярно-пористой структуры фитиля тепловой трубы в радиальном направлении, выражающаяся в постепенном уменьшении пористости от внутренней поверхности трубы к .центру (в то время как требуется обратное), в также слабое сцепление Фитиля с корпусом трубы и его оплавление поверхности пуансона-электрода.Для предотвращения этих явлений корпус трубы и пуансон-электрод нагревают до 400-600 С, причем температура пуансона-электрода связана с температурой корпуса трубы зависимостью(1+,Т )- 1и э 1что позволяет достичь следуюших положительных в данном техническом решении эффектов,В диапазоне температур 400-600 Судельное электросопротивление такихметаллов как медь и алюминий достигает значений, превышающих 7 10Ом м,необходимых для качественного спекания.Создание градиента температур смаксимумом на корпусе трубы приводитк образованию градиента электросопротивления порошка в кольцевом зазоре смаксимумом на внутренней поверхноститрубы, что в свою очередь ведет кувеличению выделения энергии и выравниванию пористости фитиля в радиальном направлении.Создание градиента температурыпозволяет предотвратить оплавление иприпекание дисперсного материала кпуансону-электроду и улучшить контакт фитиля с корпусом.При нагревании корпуса трубы ипуансона-электрода до температуры .ниже 400 С удельное электросопротивление дисперсного материала не превысит значения 7 10 -Ом м, необходимого для .его качественного спекания,а при нагревании более 600 С происходит интенсивное окисление корпусатепловой трубы,(1+,/Т ) / 1рэ где 1 с Пропускание через дисперсный ма" териал импульса электрического тока плотностью 150-300 кА/см и длительностью 30-50 мкс приводит к спека нию частиц между собой и припеканию их к корпусу трубы. Причем импульса плотностью менее 150 кА/сми длительностью менее 30 мкс недостаточно для спекания частиц дисперсного материала, а при плотности более 300 кА/см и длительности более 50 мкс, происходит расплавление частиц.Для получения капиллярно-пористого Фитиля без разрывов по длине теп ловой трубы частота следования импульсов должна быть связана со скоростью перемешения пуансона-электрода в корпусе трубы и шириной токопроводящей части пуансона-электрода 1 следуюшей 20 зависимостью: где М - коэффициент перекрытия сло3ев дисперсного материала,спекаемых одним импульсомэлектрического тока. . При Э = 1,0-1,1 происходит спекание слоев без промежутков между ними. ЗО При сЭ(1,0 пуансон-электрод переместится на величину большую, чем ширина его токопроводяшей части, и слой дисперсного материала останется не- спеченным. При 1 Э 1,1 основная часть тока пойдет по уже спеченному слою и следуюший за ним слой также не спечется.П р и м е р. В медную трубу наружным диаметром 16 мм, толщиной 40 стенки 1 мм, длиной 380 мм вставляют соосно с ней пуансон-электрод в виде дорна, диаметр калибруюшей части которого равен 1 мм, а длина.токопроводяшей части 20 мм. 45 В зазор между внутренней поверхностью трубы и пуансоном-электродом засыпают порошок меди марки ПМСс размером частиц 100-125 мкм. Пуансон-электрод перемешают вдоль трубы со скоростью 0,02 м/с. При этом поддерживают температуру корпуса трубы 0-600 С и температуру пуансона-элеоктрода 407 С, а между корпусом трубы и пуансоном-электродом пропускают электрические импульсы с плотностью тока 200 кА/см, длительностью 40 мкс и частотой следования 1 с ,По предлагаемому способу изготовлены и другие образцы капиллярно-пористых структур тегловых труб. Данные о материалах, режимах получения образцов и их свойствах приведены в таблице.Медные трубы заправлены водой в количестве 10 смЭ, алюминиевые - Фреоном(10 см ). Испытания в горизонтальном положении.Коэффициенты Е 1 = Е= 0,99 определены путем измерения распределения температуры по сечению трубы,Как видно из представленной табли-. цы, предложенный способ позволяет с высоким качеством изготовить капиллярно-пористую структуру тепловыхтруб из материалов с низким удельнымэлектрическим сопротивлением, такихкак медь, алюминий, При этом термиче-ское сопротивление труб, полученныхпо предложенному способу, ниже в среднем в 2,5-3 раза,Формула изобретения Способ изготовления элементов тепловых труб, включающий подачу порошка в кдльцевой зазор между внутренней поверхностью трубы, являвшейся одним электродом, и пуансоном-электродом, выполненным в виде дорна, Формирование слоя уплотнением порошка путем перемещения пуансона-электрода вдоль изделия с одновременным спеканием электрическим током, о тл и ч а ю и; и й с я тем, что, с целью снижения теплового сопротивления трубы, трубу и пуансон-электрод нагревают до А 00-600 0, причем температуры пуансона-электрода Т ри трубы Тт определяются следуюшей за- висимостью коэффициент теплового сопротивления на границе раздела слоя из порошка и корпуса трубы,коэффициент теплового сопро- тивления на границе раздела слоя порошка и пуансона- электрода;температурный коэффициент сопротивления материала порошка;,Лисперсный фракция,материал, мм Температура4 Плтностьтока в нмпульсе,кА/см Плнтельностьимпульса, мкс Тепловоесопротивлениетрубы, С/Вт пуан- сока- элек- трода корпуса трубы, С 591 400 150 595 403 200 600 407 300 583 400 150 590 406 200 600 413 300 Порошок медный 0,125марки ПМС+О,Предлапа- Медьемый16 к ЭО 40 50 30 40 50 0,050,050,0550,09о,о,Порошок алюминия марки ПААлюминийФ бк Известный Порошок медиПМСМедьф 16 мАлюминий6 16 к 20 200 20 200+0,1 0,15 20 40 40 20 0,25 Составитель С. БагроваТехред М.Дидыки Корректор С Шекмар Редактор Г, Гербер Тираж 63 б Заказ 3025 Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 7 1597252Ю - диаметр калибрувщего участка пуансона-электрода;2 - внутренний диаметр корпуса гдетрубыаа пропускание электрического тока5 осуществляют в импульсном режиме с плотностью тока 150-300 кА/см 2, длительностью 30-50 мкс и частотой сле" дования импульсов