Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ВВЕДЕНИЕ

Тепловая труба представляет собой устройство для переноса тепла в процессе цикла испарение — конденсация, подробно описанное Гровером с сотр. [4]. Простейшая конфигурация тепловой трубы состоит из замкнутого цилиндрического контейнера с кольцевым пористым фитилем (т. е. капиллярной структурой, примыкающей к внутренней стенке цилиндра) и открытым каналом вдоль оси цилиндра. Фитиль пропитан жидкостью. При работе в стационарном состоянии тепло, подводимое к испарительному концу трубы за счет теплопроводности через стенку цилиндра, приводит к испарению жидкости в фитиле, и поток пара поступает к конденсаторному концу через полую центральную область трубы. При отводе тепла в конденсаторном конце трубы происходит конденсация пара. Конденсат возвращается к испарительному концу трубы через фитиль под действием капиллярного напора.

Тепловые трубы обычно изготавливаются с относительно большим отверстием, что приводит к очень низким градиентам давления в паровом потоке и, таким образом, при нормальной работе — к очень низким осевым градиентам температур. Этой особенностью тепловой трубы наряду с отсутствием движущихся частей и способностью работать в отсутствие силы тяжести объясняется повышенный интерес к исследованиям по разработке тепловой трубы, проводимым в последнее время.

Тепловая труба будет работать в широком интервале параметров, однако тепловой поток может достигнуть такого значения, когда нормальнаяя работа трубы прекратится, что приведет к большим осевым температурным перепадам. Наиболее вероятными причинами такого нарушения нормальной работы тепловой трубы являются следующие: 1) капиллярные силы не могут обеспечить достаточный приток жидкости к испарительному участку; в результате фитиль, прилегающий к обогреваемой поверхности, высыхает, а температура обогреваемой поверхности испарителя возрастает; 2) изменение механизма теплообмена при испарении жидкости в фитиле приводит к образованию в нем паровой подушки, прилегающей к поверхности нагрева; последствия те же, что и в первом случае.

Первая из этих причин нарушения нормальной работы тепловой трубы изучалась в работе [31. Вторая явилась предметом исследования настоящей работы. Изучался механизм теплообмена при испарении жидкости в фитиле, находящемся на поверхности нагрева. Представлены результаты исследования для случая нормальной работы тепловой трубы (тепловые потоки ниже критического) и для случая кризиса — при достижении критических тепловых потоков. Критический тепловой поток в том понимании, как он используется в настоящей работе, представляет значение теплового потока, при котором происходит высыхание фитиля и наблюдается существенное увеличение температуры обогреваемой поверхности. В этом смысле значение критического теплового потока аналогично термину, употребляемому при кипении жидкости в большом объеме. Рабочий участок, с которым проводилось исследование, с точки зрения заполнения и расположения фитиля на поверхности не является типичным для работы тепловой трубы, и его выбор представляется целесообразным только для изучения механизма теплообмена. Дальнейшее обсуждение целесообразности выбора такой конструкции дано в выводах.

Тепловые трубы: Перевод с английского и немецкого Под редакцией проф., д-ра техн. наук Э. Э. ШПИЛЬРАЙНА.: ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР: Москва 1972

Экспертиза

на главную