Книги по строительству и ремонту

Тепловые трубы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Антигравитационные или обращенные термосифоны

В обычном термосифоне, описанном в РЛ. 1, для его успешной работы испаритель должен быть расположен под конденсатором, поскольку термосифон рассчитан на возврат конденсата под действием силы тяжести. Поэтому термосифон оказывается неэффективным в условиях отсутствия гравитации или в тех ситуациях, когда жидкость должна возвращаться в испаритель, преодолевая гравитационный напор, как бы он ни был мал

Выполненные недавно в Национальной технической лаборатории работы [5-9] привели к созданию так называемого «антигравитационного термосифона», устройство которого иллюстрируется 5-6. Как и в обычных тепловых трубах и термосифонах, корпус устройства герметичный   и  содержит   только   рабочую   жидкость в жидкой и паровой фазах. Для возврата конденсата в испаритель служит «паровой подъемный насос». Этот насос представляет собой трубу (стояк), основание которой погружено в объем конденсата (отстойник), а другой конец имеет отверстие, выходящее в испаритель. Этот паровой подъемный насос требует для своей работы подвода небольшого количества ч теплоты в нижней части стояка. В результате образующаяся пароводяная смесь, имеющая меньшую по сравнению с жидкостью в отстойнике плотность, поднимается к верху стояка.

Испаритель выполнен в виде закрытого снизу кольцевого канала, в который жидкость подается паровым насосом. В испарителе установлена дополнительная кольцевая перегородка, назначение которой обеспечить циркуляцию в испарителе. Существенным преимуществом этого устройства является то, что для него, в отличие от обыкновенной тепловой трубы, не существует ограничения теплопередающей способности, связанного с возникновением кипения в испарителе.

В статье Чисхолма дается теория антигравитационного термосифона. В ней приводятся соотношения для осевого теплового потока в функции диаметра стояка и его тяги

При работе с водой в качестве рабочей жидкости, - при температуре- 100°С, диаметрах стояка 1 см и термосифона 2 см можно было поддерживать плотность осевого теплового потока 1,2 кВт/см2, при высоте подъема 10 калибров. Если снизить эту высоту до 5 калибров, то плотность осевого потока увеличится до 4 кВт/см2.

Можно также создать многоступенчатый подъемный паровой насос. Трехступенчатый аппарат теоретически может обеспечить передачу 14 кВт по вертикали на расстояние 10 м при работе на воде с рабочей температур рой 100°С.