СОСТАВЛЯЮЩИЕ БАЛАНСА ДАВЛЕНИЯ

Капиллярное и гидростатическое давление. Капиллярное давление на границе раздела в мениске жидкости описывается формулой Лапласа:

Для мениска в щели шириной 2а между пластинами, а также для кольцевого зазора величиной 2а между коаксиальными цилиндрами Дэф может быть определен по этой же формуле.

Клиновидная структура. Такой структурой являются треугольные, прямоугольные и трапециевидные канавки в режиме частичного осушения, эксцентрический зазор и др. Для клиновидной структуры фитиля характерно изменение радиуса кривизны мениска в процессе работы трубы при изменении степени заполнения канала теплоносителем. Кривизна мениска (в этом случае использование понятия эффективного радиуса поры нецелесообразно) определяется выражением

Сложные структуры. Для многих капиллярных структур (сетки саржевого плетения, спеченные пористые структуры и др.) форма мениска не сводится к простейшим легко рассматриваемым случаям. Для таких структур ЛЭФ определяется опытным путем.

Так, в частности, для односторонних саржевых сеток на основании: опытов с сетками № 80, 90, 120, 450 ГОСТ 3185—65 [1] авторами получено следующее соотношение:

Развитое турбулентное течение пара. В зоне испарения практически весь перепад давления определяется инерционным вкладом и рассчитывается по формуле (П.17). Для адиабатической зоны тепловой трубы трение необходимо рассчитывать с учетом шероховатости стенки. В конденсаторной зоне для коротких тепловых труб, когда Re 3> 1, мокрая точка находится в начале этой зоны и давления пара и жидкости по длине этой зоны практически равны. Для длинных тепловых труб, работающих в переходном и турбулентном режимах течения пара на некоторой части трубы, при местоположении мокрой точки в конце трубы расчет перепада давления в паре по всей длине трубы выполняется без учета инерционного эффекта, учитывается только трение. При этом каждый участок трубы рассчитывается отдельно с учетом режима течения. В зоне испарения и конденсации могут иметь место участки с ламинарным, переходным и даже турбулентным режимами течения пара. Для каждого участка следует использовать «соответствующее режиму течения значение коэффициента трения.

При расположении мокрой точки в произвольном месте зоны конденсации при любом режиме течения пара расчет по зонам испарения и адиабатической следует проводить в соответствии с режимом течения. В зоне конденсации потери давления необходимо учитывать только на участке от начала этой зоны до местоположения мокрой точки. Из инерционного вклада, имеющего место в зоне испарения, исключается та часть, которая восстанавливается на участке до мокрой точки, т. е. учитывается только часть его. Подробно этот вопрос был рассмотрен при анализе капиллярных ограничений максимальной мощности трубы (§ 2.4). Детальный расчет перепадов давления с учетом местоположения мокрой точки сложен и обычно проводится с использованием ЭВМ.

Изменение давления жидкости в фитиле. Поток жидкости по фитилю тепловой трубы практически всегда ламинарный, а градиент давления в жидкости по длине трубы полностью определяется эффектом трения Для описания градиента давления в жидкости можно использовать закон Дарси в виде

Для расчета потерь давления по жидкости в разработанной авторами программе для вычисления капиллярных ограничений мощности цилиндрических тепловых труб использована формула, записанная для составного фитиля в виде экранной сетки с концентрическим зазором для протока жидкости. Приведем здесь расчетные соотношения для потерь давления в жидкости различных капиллярных структур, а также формулы для определения зазора, эквивалентного по гидродинамическим потерям давления другим капиллярным структурам.

Составной фитиль с концентрическим кольцевым зазором, образованный перфорированной трубкой или экранной сеткой, причем размер зазора значительно меньше диаметра парового канала (6№

Ивановский М. Н., Сорокин В. П., Ягодкин И. В. Физические основы тепловых труб.—М.: Атомиздат, 1978