Книги по строительству и ремонту

Тепловые трубы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Тепловые трубы исследовались и в настоящее время исследуются применительно к широкому кругу приложений, при этом был охвачен почти весь возможный диапазон температур, используемых в процессах теплообмена. Область применения тепловых труб простирается до гелиевых температур, где с помощью труб охлаждают мишени в ускорителях частиц до 2000—3000°С.

СФЕРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ

В общем случае можно выделить ряд крупных сфер приложения тепловых труб, каждая из которых как бы иллюстрирует то или иное свойство тепловой трубы.

С помощью тепловых труб можно решать следующие задачи:

1)   обеспечить  пространственное  разделение   источника и стока теплоты;

отдельных элементов, может оказаться неудобным или нежелательным отвод теплоты с помощью стока или радиатора, расположенных непосредственно у охлаждаемого элемента. Например, отвод теплоты от устройства, выделяющего большую мощность и расположенного внутри модуля, в котором кроме пего также находятся другие чувствительные к температуре элементы, целесообразно осуществить с помощью тепловой трубы, соединяющей это охлаждаемое устройство со стоком, расположенным вне модуля. При этом с помощью тепловой изоляции можно свести к минимуму тепловые потери от промежуточных секций тепловой трубы.

Второе свойство тепловой трубы — ее способность выравнивать температуру — тесно связано с разделением источника и стока теплоты. Поскольку тепловая труба по своей природе стремится к работе в условиях равномерной температуры, ее можно использовать для снижения градиентов температуры между неодинаково нагретыми участками тела. Таким телом может являться наружная оболочка спутников, одна сторона которой обращена к солнцу, тогда как другая, более холодная, находится в тени, как это схематически изображено на 7-1. В другом случае цепочки элементов электронных устройств, размещенных на одной и той же трубе, оказываются термически связанными, при этом их температуры выравниваются.

Возможность трансформации теплового потока может быть использована в реакторах. Например, в термоионных преобразователях была предпринята попытка [7-1] трансформировать тепловой поток сравнительно малой плотности, выделяемый радиоактивными изотопами, в тепловой поток большой плотности, достаточной для его эффективного использования в термоионных генераторах.

Четвертая функция — регулирование температуры — лучше всего реализуется с помощью тепловой трубы переменной проводимости, подробно описанной в гл. 6. Такую тепловую трубу можно использовать для тонкого регулирования температуры устройства, размещенного на ее испарителе. До настоящего времени такие тепловые трубы применялись преимущественно на космических кораблях.

Описанные в гл. 5 тепловые диоды используются в ряде специфических приложений, в которых требуется передача теплоты только в одном направлении.