ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор капиллярной структуры и наполнителей из "Что такое тепловая труба " Теперь рассмотрим, как изготовить тепловую трубу, обладающую отмеченными выше уникальными свойствами. Напомним, что такая труба должна работать десятки тысяч часов, не изменяя своих параметров. [c.67] Рассмотрим изготовление труб с капиллярными структурами, поскольку изготовлять гладкостенные трубы несравненно легче. В частности, наиболее простая капиллярная труба со структурой в виде прямоугольных борозд на внутренней стенке изготавливается из плоской металлической пластины. Пластина обрабатывается гребенкой дисковых фрез. Толщина фрез и промежуточных шайб выбирается в соответствии с расчетными размерами капиллярной системы. После фрезеровки пластина сворачивается в трубу, а место стыка тщательно проваривается. В некоторых случаях с целью достижения лучшей равномерности температурного поля сворачивание производится по спирали. Соответственно спиральную форму имеет и сварной шов в месте стыка. [c.67] Описанный способ изготовления капиллярной структуры весьма прост, однако он применяется успешно лишь в тех случаях, когда продольные борозды имеют достаточно большую ширину. При глубоких и узких бороздах приходится использовать очень тонкие фрезы, обладающие недостаточной прочностью. Кроме того, при малых диаметрах тепловых труб после сворачивания сильно изменяется геометрия капиллярной щели. [c.67] Особую группу капиллярных структур составляют так называемые вставные капиллярные структуры, изготовляемые отдельно, а затем плотно вставляемые внутрь трубы. Для лучшего теплового контакта таких структур с внутренней стенкой трубы иногда применяются специальные распорные кольца. Типичным примером вставной капиллярной структуры является пластинчатая система, изображенная на рис. 41. [c.68] ПИЯ ее корпуса и капиллярной струкгур[ 1 использовались такие материалы, как ниобий и тантал. Капиллярные каналы имели ширину 0,25 мм и глубину 0,4 мм при ширине перемычек 0,15 мм [Л. 18 . [c.69] В любой капиллярной структуре желательно предотвратить торможение и срыв протекающей по капиллярам рабочей жидкости потоком пара, движущимся во встречном направлении (об этом уже писалось выше). При таком подходе более перспективными оказываются составные, или сложные системы, в которых собственно капиллярная структура, выполняемая обычно в виде прямоугольных борозд, прикрыта со стороны парового канала одним или несколькими слоями мелкой металлической сетки [Л. 15]. [c.69] Не менее разнообразны и наполнители — ацетон, вода, ртуть, индий, цезий, калий, цатрий, литий, свинец, серебро, висмут и разнообразные неорганические соли. Какие выбрать материалы Ответ прежде всего зависит от заданных выходных параметров тепловой трубы и от температурного диапазона, в котором она будет эксплуатироваться. При рассмотрении принципа работы тепловых труб уже отмечалось, как зависят их характеристики от физических свойств выбранных конструкционных материалов и наполнителей. В частности, цри выборе наполнителя целесообразно взять материал с высокой теплотой парообразования и теплопроводностью, с низким значением коэффициента вязкости в жидком и парообразном состоянии, с большим поверхностным натяжением, с хорошей смачиваемостью материала, из которого изготовлена капиллярная структура, и, наконец, с подходящей температурой плавления Л. 16]. [c.70] вопрос выбора наполнителя тепловых труб, казалось бы, становится ясным. Однако, к сожалению, это не так. Этот вопрос приходится решать комплексно в тесной связи с предполагаемы.м материалом капилляров и корпуса трубы, учитывая при этом не только фактор смачиваемости, но и целый ряд других серьезных обстоятельств. Как, например, обеспечить достаточную механическую прочность тепловой трубы В зависимости от вида наполнителя, точнее, от величины давления его пара при рабочих температурах, требуется материал различной прочности. Ведь внутреннее давление в трубах в ряде случаев может достигать десятков атмосфер. Разрушение разогретой высокотемпературной трубы, содержащей такие химически активные наполнители, как натрий, калий или цезий, может вызвать пожар установки и опасные ожоги обслуживающего персонала. [c.71] Принципиально проблему прочности тепловой трубы сравнительно просто можно решить, используя двухслойный корпус. Наружный слой изготовляется из прочного конструкционного материала, а внутренний (вместе с капиллярной структурой) из материала, оптимального сточки зрения режима работы тепловой трубы и совместимости с рабочей жидкостью. Так, например, в [Л. 9] описана танталовая труба, плакированная вольфрамом. [c.71] Широкий диапазон требований, предъявляемых к выбору материалов и наполнителей тепловых труб, не должен оставить впечатления у читателя, что создание тепловых труб—-дело далекого будущего. Прежде всего следует подчеркнуть, что рассмотренные технологические проблемы стоят весьма остро только в высокотемпературном диапазоне, т. е. при температурах выше 1 500° С. Вопросы механической прочности, совместимости и растворимости решаются несравненно проще в области более низких температур. [c.74] Уже сейчас в специальной литературе можно встретить прямые рекомендации по использованию тех или иных композиций материалов стенок и наполнителей для различных рабочих температурных областей. В качестве примера можно привести табл. 4, заимствованную из [Л. 19]. [c.74] Вернуться к основной статье