Разработка и исследование наномодифицированных композиционных материалов для интенсификации теплообмена в теплопередающих устройствах

Проект направлен на решение глобальной проблемы теплофизики, связанной с отводом высоких плотностей теплового потока (более 500 кВт/м2) при относительно низкой разности температур между теплоотдающей поверхностью и стоком тепла. Актуальность и практическая значимость решения данной проблемы обусловлена тем, что в настоящее время наблюдается процесс миниатюризации устройств в различных областях техники, например, в электроники, автомобилестроении, аэрокосмической индустрии, химической технологии, транспорте. Происходит революционное развитие двухфазных теплообменных устройств с капиллярным механизмом транспорта теплоносителя в каналах с микро- и нано- размерами, и эти устройства, получившие название тепловых труб, оказываются гораздо более энергоэффективными, и альтернативными макросистемам с насосной прокачкой теплоносителя. Величина отводимых тепловых потоков в тепловых трубах может достигать 500 кВт/м2 и более. Одной из основных целей проекта является выявление процессов и факторов, влияющих на интенсификацию теплообмена вблизи линии контакта трех фаз испаряющейся неизотермической жидкости, когда режимы течения зависят от термокапилярных явлений в тонкопленочной части мениска и от выноса примесей в эту часть мениска. Исследование совместного влияния термокапиллярного эффекта, испарения, контактной линии, а также воздействия примесей, включая специальные жидкости с наночастицами, на тонкую пленку жидкости является актуальной, междисциплинарной и нерешенной задачей. В проекте предлагается впервые исследовать влияние наножидкостей на область тонкопленочной части мениска при интенсивном локальном нагреве. Именно в этой области должны находиться наиболее оптимальные количества и размеры дисперсий и наночастиц для создания высокоэффективных систем охлаждения с капиллярным транспортом теплоносителя. Кроме того, актуальной проблемой является оптимизация контактных термических сопротивлений в цепочке от источника тепловыделения до стока тепла, поэтому другой целью проекта является разработка контактных материалов с повышенной теплопроводностью для обеспечения эффективной теплопередачи.