ВВЕДЕНИЕ
В ядерных реакторах космических кораблей часто предусматривают для отвода тепла из активной зоны реактора тепловые трубы. Они отличаются хорошими теплопередающими свойствами, небольшим весом, простой конструкцией и могут также применяться в условиях невесомости при высоких температурах. Они могут рассматриваться как теплопроводящая система с практически постоянной температурой.
Осевой тепловой поток в тепловой трубе с открытой структурой капилляров в теплоизолированном участке наряду с другими факторами ограничен расходом жидкости в капиллярах. Вследствие касательных напряжений, возникающих при движении пара над поверхностью жидкости, последняя может затормаживаться и даже полностью остановиться. Это явление наблюдалось в работе [5]. При увеличении мощности, передаваемой тепловой трубой, и тем самым количества переносимого пара трение становится настолько большим, что жидкость останавливается. При этом испарение прекращается, тормозящее влияние пара исчезает и движение и испарение жидкости возобновляются. Этот процесс периодически повторяется.
Тепловая труба представляет собой замкнутую систему (фиг. 20) с капиллярной структурой на внутренней стороне. Теплоноситель (в большинстве случаев жидкий металл) испаряется в зоне нагрева и конденсируется в зоне охлаждения. Жидкость движется в теплоизолированном участке по капиллярам стенки от зоны охлаждения к испарителю, а в противоположном направлении по паровому каналу течет пар.
В космических энергетических установках тепловая труба работает в условиях невесомости под действием капиллярного напора (сил поверхностного натяжения). При работе трубы устанавливается равновесие между движущим капиллярным напором и суммой потерь давления в жидкости, паре и при ускорении пара в зоне нагрева. Оптимизация геометрии капилляров (ширина и глубина канавок), проведенная в работах [1—41, показала, что, когда влиянием трения между паром и жидкостью можно пренебречь, потери давления при течении жидкости в капиллярах составляют третью часть движущего напора. Поэтому важно исследовать это влияние.
