ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловые трубки из "Тепломассообмен " Тепловая трубка Гровера [Л. 5-92] — автономная инженерная конструкция, которая имеет теплопроводность намного большую той, которую получают использованием однородного куска любого известного, металл а. Это свойство достигается испарением жидкости внутри замкнутой оболочки, переносом пара в другую часть сосуда, конденсацией пара и возвращением конденсата в испаритель через фильтр определенной конструкции. [c.460] ЖИДКОСТЬЮ, с внешним радиусом и паровым пространством радиуса Гт,. [c.461] Так как тепло подводится к тепловой трубке и отводится от нее через стенку обычной теплопроводностью, то стенка должна быть максимально тонкой, чтобы свести до минимума радиальную разницу температур, но, естественно, должна выдерживать разность внутреннего и внешнего давлений. Тепловые трубки становятся эф ктивными при внутреннем давлении порядка сотой доли атмосферы, и их эффективность улучшается с увеличением давления. [c.461] Любой из вышеуказанных факторов может оказаться лимитирующим, однако в большинстве практических случаев наиболее узким местом в успешном использовании тепловых трубок являются первые два фактора. Остановимся на них подробнее. [c.462] Процесс капиллярного впитьшания происходит под действием капиллярных сил. Предположим, что трубка длиной I находится Б каком-то статическом положении, и нет ни теплоподвод а, ни теплоотвода. Пусть она наклонена под углом а к гравитационному полю, характеризующемуся ускорением g. [c.462] Можно полагать, что распределение давления вдоль жидкой фазы в трубке подчиняется обыч-Н1лм законам гидростатики для несжимаемой жидкости (рис. [c.462] Разная кривизна поверхности раздела на концах фитиля может быть следствием различия геометрических характеристик капилляров (например, конические капилляры) или следствием температурного фактора (который вызывается, например, процессом испарения с одной стороны капилляров и процессом конденсации — с другой). [c.463] Предположим, что температура в испарителе трубки равна Т , а в конденсаторе Тк, причем Т Тк, тогда (р — Рж)к будет отличным от (рп — рж)и, и вдоль фитиля возникнет grad р, вызванный наличием grad Т. [c.463] Под действием Vp жидкость будет двигаться от одной части пористого тела к другой, преодолевая силы трения и инерции. Если силами инерции пренебречь, тогда, согласно закону Дарси, можно рассмотреть поле давлений в фитиле трубки при движении по нему жидкости в виде ламинарного потока, т. е. [c.463] Таким образом, необходимо установить зависимость между капиллярными силами и силами трения. [c.463] В капиллярной структуре с минимальным радиусом г поры, содержащей жидкость, для которой угол смачивания равен е, минимальный радиус кривизны мениска равен г = г se б. Максимальный радиус кривизны может быть принят за со (условия избытка жидкости на поверхности пористого тела). [c.464] Таким образом, радиус кривизны мениска г может находиться в пределах оо г se е. [c.464] Следовательно, длина трубки не должна превышать максимальной высоты поднятия, определяемой формулой Жюрена. [c.464] Рассмотрим стационарный режим работы тепловой трубки. Примем следующие допущения 1) площадь конденсатора значительно больше площади испарителя 2) тепловой поток, температура жидкости и пара постоянны по всей длине Хт конденсатора, причем пар имеет постоянное давление 3) пар конденсируется на поверхности конденсатора и имеет постоянную скорость х , перпендикулярную к поверхности 4) пористый фитиль является изотропным и несжимаемым. [c.464] Здесь рж. и т ж — плотность, осредненная по площади поперечного сечения фитиля, скорость и вязкость жидкости П — пористость фитиля R — радиус кривизны поверхности раздела жидкость— пар V —удельный вес. [c.465] Чтобы проинтегрировать уравнение (5-10-15), нужно знать пределы интегрирования. [c.465] В зоне конденсации тепловой трубки радиус поверхности раздела жидкость — пар достаточно большой и его можно принять стремящимся к бесконечности R оо). В зоне испарения.жидко-сти величина R должна иметь какое-то минимальное значение. Ее можно оценить, как = и se 0, где — эквивалентный радиус капилляров. На практике R можно найти по формуле (5-10-9). [c.465] При расчете трубки обычно приходится находить максимальную длину ее при заданном тепловом потоке, или, наоборот, определять максимальный тепловой поток при заданной длине. [c.465] Сделаем оценку знаменателя решения (5-10-16). [c.466] На рис. 5-55 показана зависимость между максимальной длиной трубки и рассеиваемым потоком тепла для разных значений параметра /макс/й. построенная по формуле (5-10-19). [c.467] Вернуться к основной статье