Тепловые трубкиТепловая трубка представляет собой устройство, позволяющее переносить большое количество тепла с эффективной теплопроводностью, в тысячи раз большей теплопроводности металлического стержня тех же размеров. Тепловая трубка состоит из собственно трубки, являющейся оболочкой, капиллярной системы — фитиля, расположенного по внутренней поверхности трубки и заполненного рабочей жидкостью, и центральной полости для пара. Принципиальная схема тепловой трубки подробно рассматривается далее. Тепловая энергия от нагреваемого участка трубки — испарителя переносится к охлаждаемому концу трубки — конденсатору в виде внутренней энергии (теплоты испарения). Поры капиллярной системы заполнены жидкостью. При нагревании испарительного участка трубки и охлаждении конденсатора температура жидкости в испарителе поддерживается более высокой, чем в конденсаторе. В соответствии с этим давление насыщенных паров в испарителе р2 больше, чем давление паров в конденсаторе. Под действием перепада давления пар перемещается в охлаждаемый конец трубки, где происходит конденсация пара и выделение теплоты испарения. Теплота, выделившаяся в конденсаторе, отводится теплопроводностью через фитиль и стенки трубки наружу. Сконденсировавшаяся жидкость поступает в поры фитиля и под действием капиллярных сил возвращается в испаритель. Испарение жидкости в нагреваемом участке трубки меняет форму мениска в испарителе. Радиус мениска га больше или равен наибольшему радиусу поры в капиллярной системе. В результате в установившемся режиме давление в приграничном слое жидкости будет равно.Размеры давлений жидкости, как и подшипники для стиральной машины, следует выбирать с большим вниманием. При выборе достаточно малых размеров пор разность давлений в жидкости можно сделать положительной, т. е. направленной от конденсатора к испарителю. Под действием перепада давления жидкость перемещается из конденсатора в испаритель, преодолевая сопротивление сил вязкости. В испарителе снова происходит испарение жидкости, и цикл продолжается. Конструкция капиллярной системы может быть различной. Рассмотрим некоторые возможные формы капилляров: многослойная сетка с малыми ячейками, плотно прилегающая к внутренней поверхности трубки; открытые каналы в стенке трубки; сетка на небольшом расстоянии от трубки, образующая кольцевой канал для жидкости; гофрированный экран, образующий со стенкой трубки продольные каналы треугольной формы каналы в стенке трубки, закрытые экраном; комбинация трубок для основного потока жидкости с многослойным экраном. Конструкция капиллярной системы оказывает большое влияние на максимальный тепловой поток, передаваемый трубкой. Кроме того, имеется целый ряд факторов, ограничивающих передаваемый поток тепла: скорость движения пара, достигающая звуковой; увлечение жидкости паром; перегрев жидкости в порах и вскипание жидкости. При горизонтальном расположении тепловой трубки. В противном случае необходимо учесть силу тяжести. |
||
