Книги по строительству и ремонту

Тепловые трубы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ВВЕДЕНИЕ

В данной главе рассмотрена теория тепловой трубы. Для обеспечения работы тепловой трубы необходимо, чтобы максимальный капиллярный напор () превышал полное падение давления в трубе. Это падение давления складывается из трех составляющих:

а) перепада давлений APi, необходимого для возврата жидкости из конденсатора в испаритель;

в) перепада давления APV, требуемого для обеспечения перетекания пара из испарителя в  конденсатор;

с) гравитационной составляющей ДР?, которая может быть положительной или отрицательной, а также равной нулю. Таким образом, должно выполняться соотношение

Если это условие не будет соблюдено, то произойдет высыхание фитиля в зоне испарения и труба не будет работать. В настоящей главе будет дано краткое описание явления поверхностного натяжения и связанных с ним капиллярных эффектов, а также будет приведено выражение для капиллярного напора. Затем будут проанализированы составляющие APi и APV полного падения давления. Определение последней составляющей очень сложно, однако в книге приводится простое выражение, позволяющее осуществлять приближенный расчет ДР„, при этом одновременно дается описание основных положений теории данного вопроса.

При запуске, а также в процессе нормальной эксплуатации определенных типов высокотемпературных жидкометаллических тепловых труб скорость пара может достигнуть скорости звука. В этом случае при анализе процессов следует учитывать эффекты, связанные со сжимаемостью потока. Возможность достижения скорости звука является одним из ограничений максимальной передающей способности тепловой трубы. Другие ограничения связаны: при низких температурах-—с действием вязкостных сил, а при повышенных -температурах— со срывом капель рабочей жидкости с поверхности фитиля под действием парового потока, в других случаях— с недостаточным капиллярным напором и кризисом теплоотдачи в испарительной зоне (запариванием фитиля).

Необходимо, чтобы на диаграмме тепловой трубы выбранная рабочая точка располагалась ниже кривых, ограничивающих мощность трубы. Действительный рабочий диапазон зависит от рода рабочей жидкости и материала фитиля и будет существенно отличаться для различных тепловых труб.

Несмотря на то что тепловая труба обладает очень высокой теплопроводностью, в ней существуют радиальные перепады температур в испарителе и конденсаторе и аксиальный перепад температур вдоль трубы. В книге приводятся формулы, которые позволяют оценивать эти температурные перепады