В теплообменных устройствах с промежуточным теплоносителем, работающих в условии вакуума (космические условия и их имитация при термовакуумных испытаниях и экспериментах), используют жидкий или газообразный промежуточный теплоноситель.
Возможность и целесообразность их использования ограничены вероятностью (в некоторых эксплуатационных условиях) разгерметизации с последующей утечкой теплоносителя и нарушением вакуумной гигиены.
Возможности выбора технических средств для обеспечения теплового режима изделий и повышения надежности теплообменных устройств и аппарата (машины) в целом в условиях вакуума могут быть расширены применением семейства принципиально новых устройств.
Принцип их действия основан на периодической теплопередаче теплопроводностью между разнесенными в пространстве поверхностями тел, посредством т в ё р д о г о промежуточного теплоносителя в виде ферромагнитной или комбинированной (с различными теплопроводными присадками) сыпучей массы.
Масса перемещается в зазоре между поверхностями теплообмена в магнитном поле управляемых или постоянных магнитов. Первое концептуальное решение по реализации изложенного принципа действия (Патент № 2002192) предполагает наличие, в общем случае, двух электромагнитов с тыльных сторон магнитопроницаемых поверхностей теплообмена А и В (рис.1).
Рис. 1.
При наличии гравитационного поля и ориентации поверхностей А,В перпендикулярно вектору ускорения свободного падения может оказаться достаточным один электромагнит.
Второе концептуальное решение (Патент № 2002193) предполагает конструктивное объединение тел с поверхностями А и В с электромагнитами, при этом ферромагнитная масса взаимодействует непосредственно с поверхностями электромагни-тов (на рис. не показано).
Сочетание электромагнита со вторым контуром охлаждения, в частности использование электромагнита с охлаждающей рубашкой, повышает эффективность теплообмена за счет улучшения условий магнитного взаимодействия.
Третье концептуальное решение (Патент № 2023972) предполагает использование центробежного эффекта для переноса ферромагнитной массы от цилиндрической поверхности намагниченного тела 1 к кожуху-радиатору из немагнитного материала (рис.2).
Рис.2.
В пределах каждой концепции разработан ряд конструктивных вариантов, каждый из которых имеет свои сравнительные преимущества. Их выбор зависит от конкретных задач и условий.