ВВЕДЕНИЕ
Рабочий диапазон температур тепловой трубы определяется видом используемой рабочей жидкости; при соответствующем выборе жидкости тепловые трубы могут быть созданы для работы от уровня ниже О °С до температуры 2000 °С [1,2]. Однако имеется одна область в этом интервале (от 200 до 400 °С), для которой трудно подобрать подходящую рабочую жидкость. Температуры этого диапазона слишком высоки для воды из-за большого давления насыщенного пара, что вызывает конструктивные трудности, и слишком малы для щелочных металлов, потому что давление пара в этом случае недостаточно для поддержания нормальной работы тепловой трубы. Анализ показывает, что органические жидкости по своим свойствам не годятся в качестве рабочих тел, за исключением случаев, когда требуются трубы сравнительно малой мощности (например, для регулирования температуры или других специальных применений) [3]. Ртуть, по-видимому, является наиболее подходящим рабочим веществом для этой области температур. Однако здесь возникает проблема коррозии и некоторая трудность в достижении хорошего смачивания фитиля, что весьма существенно для работы тепловой трубы.
В связи с этим была сконструирована тепловая труба с ртутью в качестве рабочей жидкости, испытанная в течение 10 000 час при температуре 330 °С. Труба предназначалась для изучения процессов смачивания ртутью капиллярной структуры из нержавеющей стали. Другая тепловая труба была создана для изучения теплопередающих возможностей ртутной системы и для того, чтобы сравнить ее предельные характеристики (по смачиванию фитиля, достижению скорости звука в паре и пр.) с теоретическими расчетами [4]. Ртуть обладает приемлемыми свойствами для использования ее в качестве рабочего вещества в тепловой трубе, и, если достигается хорошее смачивание, такая труба может быть употреблена для передачи больших тепловых потоков. В настоящем исследовании смачивание достигалось путем добавки в ртуть магния и титана. Магний является для кислорода геттером, который очищает поверхность, способствуя смачиванию, а титан действует в качестве ингибитора, снижающего коррозию. Поскольку в данной работе не планировалось изучение коррозии или эффектов массообмена, были использованы легкодоступные материалы, не обязательно обладающие коррозионной устойчивостью. После ресурсных испытаний тепловую трубу разрезали и тщательно исследовали с целью определения коррозионных воздействий.
