Части тепловой трубы

Теплообменники на тепловых трубах перспективны для утилизации потоков теплоты, технической воды и отработанного пара в установках малой и средней мощности. Температура уходящих газов технологических топок, районных котелен, дымовые газы которых содержат до 12 % энергии, получаемой при сжигании топлива, равна 450...600 °С. Отопительно-вентиляционная установка на тепловых трубах с утилизацией теплоты дымовых газов размещается в дымовой трубе над топкой (рис. 4.5.4). Медные оребренные тепловые трубы 5 заправлены водой, в качестве фитиля применен спеченный медный порошок. Испарительная часть тепловой трубы размещена в газоходе, конденсационная - внутри кожуха 2, через который вентилятором I продувается нагреваемый воздух. Его расход регулируется заслонкой 4. Испарительная часть труб отделена от конденсационной перегородкой из сталь- [c.438]

В тепловом диоде, приведенном на рис. 4.5.9, а, часть фитиля делается с весьма малым капиллярным напором. Если эта часть тепловой трубы служит зоной конденсации, то развивается значительная мощность. При изменении направления теплового потока, когда эта часть оказывается в зоне испарения, передаваемая мощность резко падает. [c.440]

Сезонные действия мороза в активном слое почвы и движение, активной границы раздела вечной мерзлоты в процессе ее оттаивания ставят специальные инженерные проблемы при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог, поля аэродромов, железных дорог, трубопроводов, зданий и других конструкций в арктических районах. Замерзание слоя грунта или замерзание грунта вокруг свай могут вызвать различные вертикальные перемещения свай, поддерживающих конструкцию, и буквально разорвать ее. И, наоборот, сваи или другие элементы фундамента, помещенные в слой почвы, под которой расположена вечная мерзлота, могут иметь различную осадку, в результате чего конструкция может прийти в состояние, при котором дальнейшая эксплуатация станет невозможной. Для защиты вечной мерзлоты были разработаны тепловые сваи с внутренними или наружными тепловыми трубами, показанные на рис. 1.24. Работая как тепловой диод, тепловая труба будет помогать замораживать и охлаждать почву зимой на полную глубину, когда температура воздуха ниже температуры погружной части тепловой трубы. Летом тепловая труба не будет действовать, так как существующего капиллярного давления недостаточно для перекачки жидкого теплоносителя против силы тяжести в верхнюю часть тепловой трубы, и,, таким образом, вечная мерзлота будет оттаивать только с поверхности. Благодаря сохранению массы почвы вокруг тепловой трубы в вечно мерзлом состоянии оседание и выпучивание почвы будет уменьшено и осадка конструкции может быть исключена. [c.38]

Когда подвод тепла от источника тепла возрастает, увеличивается давление пара в активной части тепловой трубы и в результате происходит сжатие газа и соответственно увеличение активной длины конденсатора. Увеличение активной длины конденсатора играет роль снижения граничного термического сопротивле- [c.107]

Рис. 111.1. Типичные части тепловой трубы

Поскольку загрязнения могут оказывать влияние на характеристики и долговечность тепловых труб многообразными путями (которые во многих случаях ведут к вредным последствиям), части тепловой трубы должны быть тщательно промыты и очищены перед сборкой. Если тепловая труба после сборки подвергается воздействию воздуха, пыли, дыма или других загрязнений, она снова должна быть очищена перед откачкой и зарядкой. Хотя операции по очистке для различных металлов в деталях изменяются, очистка металлических частей тепловых труб требует многоступенчатой процедуры, которая включает [c.169]

Сборка частей тепловой трубы включает приваривание торцевых заглушек и заливной трубы, а также придание фитилю не- [c.172]

Хирургический криозонд 37 Части тепловой трубы 15, 166 Число Вебера 86 [c.206]

Запуск тепловой трубы после ее выдерживания при заданном уровне температур выявил интересные моменты. При работе тепловой трубы в режиме термосифона, т. е. когда она была установлена вертикально и обогревалась в нижней своей части, наблюдались сильные колебания температуры, связанные с кипением в зоне испарения. Подобная картина отсутствовала при расположении зоны обогрева в верхней части тепловой трубы. [c.143]

Солнечные коллекторы с тепловыми трубами. В последние годы разработаны конструкции КСЭ с использованием тепловых труб. Как известно, тепловая труба представляет собой вакуумированное герметичное устройство в виде трубы или плоского канала с продольными канавками или капиллярно-пористым телом—фитилем иа внутренней поверхности канала, частично заполненного рабочей жидкостью. При подводе теплоты жидкость в одной части тепловой трубы — в испарительной зоне — испаряется и образующиеся пары переносятся в зону отвода теплоты (в зону конденсации), где они конденсируются, и по капиллярной структуре жидкость возвращается в зону испарения. [c.39]

Когда направление теплового потока меняется на обратное (см. рис. 5.5,5), весь теплоноситель из сборника конденсата собирается за капиллярной перемычкой, блокируя таким образом поверхность теплообмена. Теплоперенос в такой трубе практически прекращается, так как теплопроводность криогенных жидкостей очень мала. Отверстие для прохода пара к рассчитано таким образом, чтобы при наземных испытаниях капиллярные силы смогли удержать жидкость в левой части тепловой трубы. При работе диода в космических условиях капиллярная перемычка не требуется. Работа теплового диода с неконденсирующимся газом мало чем отличается от работы только что рассмотренного диода. Разница состоит лишь в том, что блокирование поверхности теплообмена в нем производится неконденсирующимся газом, а не жидкостью. [c.134]

На первый взгляд, требования баланса масс и термодинамического равновесия в двухкомпонентной тепловой трубе противоречат друг другу. Это противоречие привело авторов первых исследований [37, 38] к предположению, что в стационарном режиме в двухкомпонентной тепловой трубе происходит полное разделение компонент смеси п образуются два контура из чистых теплоносителей, соединенных между собой коротким участком с переменным составом (рис. 5.7). Зона высокотемпературного теплоносителя занимает часть тепловой трубы со стороны испарителя, [c.136]

Инерционные эффекты на испарительной и конденсаторной частях тепловой трубы взаимно исключают друг друга. [c.47]

Эксперименты (см. [12]) показывают, что при высоких скоростях течения и больших недогревах (лд < - 0,1) плотность теплового потока не влияет на гидравлическое сопротивление вплоть до. Это дает основания полагать, что в рассматриваемых условиях паровые пузырьки не выходят за пределы вязкого подслоя, а остаются на стенке, действуя как тепловые трубы микронных размеров. В основании таких пузырьков жидкость испаряется, а на верхней (купольной) части пар конденсируется (рис. 8.8). Если предположить, что на контрольной поверхности АА, совпадающей с границей вязкого подслоя, температура равна (принимается, следовательно, что эта граница проходит в среднем через вершины паровых пузырьков, сидящих на стенке), то предельная плотность теплового потока определяется возможностями однофазной турбулентной конвекции. [c.363]

Результаты опытов. В опытах с режимом полной конденсации (xi = I, 2=0) при малых тепловых нагрузках, когда выходное сечение опытной трубы еще не полностью заполнено конденсатом, можно было наблюдать через смотровые стекла движение конденсатной пленки на всем протяжении трубы. Непосредственные визуальные наблюдения показали, что конденсатная пленка, стекая под действием силы тяжести в ниж нюю часть сечения трубы, сносится паром в сторону его движения. В трубе образуется ручей конденсата, уровень которого увеличивается по направлению движения пара. На поверхности заметны волны, которые перемещаются к выходному концу трубы. Течение конденсата по стенке трубы имеет также волновой характер, ио высота волн значительно меньше, чем на поверхности ручья. При увеличении тепловой нагрузки волновое движение пленки конденсата по стенке трубы и на поверхности ручья становится более отчетливым и ярко выраженным. При дальнейшем увеличении нагрузки вначале наблюдаются кратковременные всплески, закрывающие все сечение трубы, затем конденсат [c.199]

На практике часто тепловая нагрузка распределена неравномерно по длине трубы. Для изучения влияния неравномерности тепловой нагрузки на граничный массовый расход были рассмотрены три варианта ее распределения (рис. 7). Средний удельный тепловой поток во всех трех вариантах оставался постоянным, q[lq =ll3, q [lql = 3. Все остальные параметры поддерживались неизменными. Решение показало, что по сравнению со случаем равномерно распределенной тепловой нагрузки поток в варианте 2 более устойчив, а в варианте 3 менее устойчив. Это можно объяснить уменьшением в варианте 2 (а в варианте 3 увеличением) длины испарительного участка. Однако для рассмотренных соотношений удельных тепловых нагрузок наличие неравномерности не очень существенно сдвигает границу устойчивости потока, что полностью подтверждается экспериментальными данными [17]. Например, [c.58]

Как отмечалось в параграфе 1.3, газорегулируемая ТТ — система гетерогенная, т. е. в паровом канале находятся две однородные части с разными физическими свойствами — пар и газ. Поэтому при анализе четвертого слагаемого необходимо рассматривать как тепловую, так и концентрационную естественные конвекции. Конвективный унос массы из раздела пар — газ в тепловой трубе (для случая испаритель под конденсатором) будет осуществляться лишь в том случае, если плотность пара будет меньше плотности неконденсирующегося газа, т. е. при [c.29]

Для определения составляющих частей теплового потока, воспринимаемых трубами и плавниками, пользуются средними значениями угловых коэффициентов между ними и факелом топки, за излучающую поверхность которого принимается плоскость, касательная к трубам. [c.97]

Части теплового потока э, воспринимаемые поверхностями труб и плавников, составляют [c.98]

Интересна качественная характеристика процесса, установленная в данном исследовании. При низких скоростях вынужденного движения и низких тепловых потоках жидкость двигалась в нижней части трубы, а пар — в верхней, с парожидкостной поверхностью раздела, имеющей во времени нестабильный характер. Даже при очень небольших весовых паросодержаниях (например, 1,6%) жидкость занимала очень небольшую часть объема трубы. Это соответствовало меньшим значениям локальных коэффициентов теплоотдачи в верхней части трубы и большим в нижней. Парообразование вызывало ускорение движения пара относительно жидкости, что приводило к волновым колебаниям поверхности раздела. Дальнейшее увеличение скорости пара усиливало характер волнового движения поверхности раздела и приводило к выбрасыванию части жидкости в верхнюю часть трубы. Жидкость смачивала верх трубы тонким слоем и в результате значение а вверху становилось выше, чем внизу, где слой жидкости толще. Переход от одного характера движения к другому определялся, по мнению авторов, совокупностью следующих факторов скорости, ускорения пара, паросодержания и теплового потока. Эти положения иллюстрируются приведенными на рис. 7 графиками изменения локальных значений а. [c.108]

Испарительный участок получает дополнительный поток тепла кроме того, испарительный участок получит еще часть теплового потока за счет увеличения длины 1 (при сокращении /эк). Полагаем, что возрастание теплового потока на единицу длины трубы постоянно на экономайзерном и испарительном участках. [c.156]

Минимально потребное количество впрыскиваемой жидкости при значительных тепловых нагрузках можно определить расчетом, считая, что все тепло, передаваемое стенкой, идет на ее испарение. Однако для надежного смачивания выходной части поверхности трубы при уменьшающемся вследствие интенсивного испарения количестве жидкости, а также для избежания появления на стенке заметных осадков при длительной работе с водопроводной водой расчетные величины должны быть несколько увеличены. В наших опытах перерасход жидкости, обусловленный указанными выше причинами, достигал 30—50% от расчетного значения . Надо полагать, что путем дальнейшего усовершенствования кон- [c.204]

Тепловая труба — специальное устройство для локального охлаждения (или обогрева) участка поверхности тела, в котором одновременно используется метод жидкостного охлаждения и обогрева. Она имеет герметичный, обычно цилиндрический, корпус (существуют также плоские трубы), на внутренней поверхности которого расположен капиллярно-пористый материал — фитиль, пропитанный ВЖ (теплоносителем). Один конец трубы — обогреваемый, а другой — охлаждаемый. Подводимый к концу трубы извне тепловой поток (например, от участка охлаждаемого с помощью трубы тела) испаряет ВЖ внутри трубы, и ее пары движутся по центральной части трубы к охлаждаемому извне концу, где они конденсируются. Выделяемая теплота фазового перехода может использоваться для обогрева участка тела. Жидкая фаза по фитилю возвращается в зону испарения. Поверхностная плотность теплового потока зависит от размеров обогреваемого и охлаждаемого участков тепловой трубы, поэтому имеется возможность концентрировать тепловой поток на одном из участков. Конструктивные особенности тепловых труб и области их применения рассмотрены в [10, 15, 51]. [c.392]

Рабочая жидкость в ТТ может быть заморожена, т. е. возможно осуществление активного управления ею. Такое устройство с термоэлектрическим охладителем описано в работе 42]. Применение нагрева различных частей тепловой трубы позволило создать группу ТТ активного управления. Такие ТТ обладают больипши возможностями по функции регулирования. Одним нз первых [c.56]

Тепловая труба состоит из пяти основных частей, как это показано на рис. III.1, а именно корпуса, фитиля, торцевой крышки, заливной трубки и теплоносителя. Выбор теплоносителя, материала и определение размеров составных частей тепловой трубы достаточно подробно были обсуждены в ч. I и ч. II. В настояшей части описывается методика изготовления тепловых труб. На рис. III.2 схематически представлена карта последовательности основных технологических процессов изготовления тепловой трубы, составленная на основе материалов, опубликованных Эдельстейном и Хаслеттом [14]. Главными этапами изготовления, как можно видеть из этого рисунка, являются изготовление деталей, промывка и очистка, сборка и сварка, откачка и заливка, заварка заливной трубы и приемные испытания. Все эти этапы являются предметом описания гл. 8. [c.165]

ВИГ — представляет собой процесс электродуговой сварки, в котором используется вольфрамовый электрод с заостренным кончиком, окруженный кольцевой завесой инертного газа, вытекающего из наконечника сварочной горелки. Сварочные металлы обычно не используются для сварки тепловых труб, однако они могут являться составной частью торцевых заглущек, например кромка сварного соединения при сварке в стык при наличии закраины, показанного на рис. 8.1, может служить в качестве сварочного металла. Кроме того, этот процесс осуществляется без флюса. Следовательно, ВИГ-сварка не загрязняет очищенные части тепловой трубы. Электронно-лучевая сварка осуществляется в вакуумной камере, и это исключает образование соединений на поверхности из металла и воздуха. Кроме того, электронно-лучевая сварка осуществляется при минимальном подводе тепла, но с максимальной плотностью теплового потока. Она позволяет получить сварное соединение при минимальной зоне нагрева, и, еле- довательно, свойства сварного шва могут приближаться к свойствам основного металла. Она, таким образом, является идеальной для сварки тепловых труб. Однако начальные затраты на оборудование для электронно-лучевой сварки могут на 100% превышать расходы на оборудование для автоматической сварки ВИГ и более чем на 2000% на оборудование для ручной сварки. Следо-тельно, выбор сварочного процесса зависит от наличия оборудования начальные капитальные вложения в оборудование во многом зависят от количества выпускаемого оборудования и от требуемого качества изделий. Тем не менее установлено, что и ВИГ-и ЭЛС-сварочные процессы являются вполне пригодными для сварки тепловых труб. [c.174]

Диоды с блокированием поверхности теплообмена жидкостью или газом. Схема диода с блокированием поверхности теплообмена жидкостью изображена на рис. 5.5, (3 [29]. Такого рода диоды используются для работы в условиях отсутствия силы тяжести применительно к криогенным и низкотемпературным тепловым трубам. На рис. 5.5, <3 изображена конструкционная схема для наземных испытаний. От космического варианта она отличается тем, что имеет капиллярную перемычку, предназначенную для удержания жидкости в левой части тепловой трубы при обратном направлении теплового потока. Работа диода сводится к следующему. При прямом на-лравлении теплового потока пар из зоны испарения через отверстие в капиллярной перегородке направляется в зону конденсации. Возвращение конденсата в зону испарения происходит как по артерии (основная часть теплоносителя), так и по капиллярной системе, расположенной на стенках тепловой трубы. Избыток конденсата сосредоточивается в сборнике. [c.134]

Эффективный радиус пор экрана, как правило, в десятки раз меньще радиуса кривизны пузыря. Радиус кривизны пузыря имеет размер порядка половины зазора под экраном. Из соотношений (4.32) и (4.33) видно, что даже при мощности во много раз меньшей, чем максимальная, может достигаться критический перегрев в испарительной части тепловой трубы (у>1). [c.181]

Определенными преимуществами по сравнению с закрытыми обладают открытые испарительно-конденсационные термодинамические системы, или ТТ открытого тина. ТТ открытого типа будем называть такие, которые имеют испарительно-конденсационный цикл и сообщаются с окружающей средой, т. е. допускают частичный обмен с ней массы. В ТТ открытого типа массообненная часть контрольной поверхности, как правило, расположена за зоной конденсации. Указанные тепловые трубы можно классифицировать исходя из свойств окружающей среды. [c.28]

Перечисленные выше конструкции пассивного управления основаны на ТТ с капиллярной структурой. К, системам пассивного управления можно отнести также некоторые типы двухфазных термосифонов, работаюищх в неизменяемых полях. Так, классический термосифон [29] (рис. 13, н) обладает функцией теплового диода. Панель (рис. 13, о), состоящая из набора наклонных термосифонов, может работать как тепловой диод [30]. Совмещенный вариант термосифона и ТТ описан в работе [31]. Схема такой конструкции представлена на рис. 13, п. Функция теплового диода здесь осуществляется за счет того, что капиллярная структура имеется только на части поверхности ТТ. Аналогичная конструкция теплового диода с использованием эрлифта рассмотрена в работе [32]. Схема такого диода, работающего в поле гравитации, изображена на рис. 13, р. К тепловым диодам можно отнести также вращающиеся ТТ, работающие при постоянной скорости вращения (рис. 13, с). Определенные возможности по управлению имеются у тепловых труб, работающих при переменном поле массовых сил. [c.52]

Медная труба была окружена двумя паровыми рубашками, из которых внешняя исполняла функции тепловой изоляции для внутренней. Конденсат из внутренней рубашки, обогревавшей псевдо-ожиженный слой, стекал в мерный сосуд. В верхней части медной трубы была приварена пересыпная трубка, благодаря которой возможно было во всех опытах поддерживать одинаковую высоту псев-доожиженного слоя, переходя от меньших скоростей фильтрацям к большим. Температура в псевдоожиженном слое измерялась перемещавшимся по горизонтали и вертикали зондом с двумя термопарами — с защищенным и незаи кщенным горячими спаями. Выше [c.375]

Стыковое сварное соединение цилиндра с цилиндром наиболее важно для труб парогенератора. Возникающие при этом дефекты представляют серьезную проблему из-за большого числа сварных швов в парогенераторе. Основными из них являются непровар, пористость и воздушные пузыри (рис. 7.5) [6]. Большинство обычно используемых материалов не подвержено трещинообразо-ванию, однако трещины могут возникнуть при сварке мартенсит-ных и стареющих аустенитных сталей. Некоторые стали, относительно редко применяемые в парогенераторах, особенно чувствительны к трещинам. В частности, образование трещин в зоне термического влияния очень трудно предотвратить в мартенсит-ной стали с 12% Сг, потому что объемные изменения связаны с мартенситным переходом. Никелевые стали также склонны к трещинообразованию как в сварном шве, так и в зоне термического влияния. Трещинобразование в сталях с 12% Сг можно предотвратить, используя их предварительный нагрев, а в никелевых сплавах — используя специальный присадочный металл, например проволоку 1псо А , и в обоих случаях можно свести к минимуму при ограничении тепловой мощности дуги и использовании высококачественных проволочных электродов или при применении пульсирующей дуги. Очень серьезная проблема при сварке труб парогенератора связана с наплавом, получающимся на внутренней стороне трубок. Обычно его пытаются удалить при протяжке, но этот способ не очень эффективен, особенно когда сварной шов находится в центральной части длинной трубы. Первоначально многие сварные узлы такого рода получали контактной стыковой сваркой, причем в критический момент в трубу под давлением подавали инертный газ, чтобы предотвратить натек металла внутрь. К сожалению, уловить четкую грань между образованием наплава и полным требуемым проплавлением в этом случае очень трудно, так как даже случайные колебания элект- [c.75]

Теплообмен в двухфазном потоке При движении в обогреваемых горизонтальных трубах парожидкостной смеси наблюдается расслоение ее на паровую и жидкую фазы, когда пар омывает верхнюю, а жидкость нижнюю часть периметра трубы. Разность температур на верхней и нижней образующих трубы увеличивается с ростом тепловой нагрузки. Нагрев и охлаждение верхней части периметра трубы приводят к появлению трещин в металле, коррозии и отложению солеу на внутренней поверхности. Такой режим расслоенного движения двухфазного потока опасен даже при умеренных тепловых нагрузках. [c.105]

Вычислите температуру пслверхности нагревателя и температуру внешней трубы в (этом сечении. Определите, акая часть теплового потока в конечном счете отдается воздуху, а какая — гелию. Существенно ли влияет на температурный режим теплоотдача излучением Считайте, что труба достаточно длинная, течение и теплообмен полностью стабилизированы, а гелий прозрачен для излучения. [c.243]

Тепловая труба Гровера [Л. 5-98] — автономная инженерная конструкция, которая имеет теплопроводность, намного большую той, которую получают использованием однородного куска любого известного металла. ЗРго 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.392]

Это соотношение является наиболее общим условием, позволяющим рассчитать тепловую трубу и найти предел ее теплопередающей способности. Расчет сводится к следующему 1) расчет движения жидкости через капиллярную структуру 2) расчет движения пара в полости тепловой трубы 3) нахождение максимума левой части формулы (5-10-16) как функции двух переменных — коор-. динат первой и вторых точек -- и проверка условий (5-10-17). Расчет движения пара сложный. В зависимости от тепловой нагрузки пар может быть несжимаемым или сжимаемым, а режим движения ламинарным или турбулентным. Движение сжимаемого пара сопровождается значительными перепадами давления. Поэтому, как правило, стараются избегать таких условий работы. В литературе нет данных по величине Re p (критическое число Рейнольдса в трубе со вдувом и отсосом). В качестве первого приближения для Явкр принимаем 1250 (Re p = 1250). Определим числа Рейнольдса Re й Маха М по средней скорости пара, в теплоэкранированной зоне по формулам [c.395]

Измерения ЦКТИ показали, что тепловое напряжение обращенной в сторону топки часта экранных труб значительно выше, чем в других котлах ТКЗ, в том числе в малогабаритном fTrM-444). Наибольшее иапряжение, измеренное при нагрузке корпуса котла 200 т/ч, т. е. около 90% номинальной, н отнесенное к внутренней поверхности труб, превышало 800 тыс. ккал/(м -ч). Для труб диаметром 42X4 мм такая тепловая нагрузка допустима по данным ЦКТИ только при массовом паросодержании рабочей среды до 10%. В таких усло/виях была бы иетерпямой естественная циркуляция в экранах, яо iHa рис. 2-19,6 видно, что при создаваемой насосами скорости входа воды я обогреваемые экранные трубы 2,0 м/с надежная работа этих труб обеспечивается. [c.50]

При рассмстрении процесса передачи тепла через стенки труб к рабочей среде необходимо учитывать, что в переходных режимах только часть теплового потока участвует непосредственно в парообразовании. Определенная доля тепла, в частности при изменениях нагрузки, расходуется на аккумуляцию (при неизменном давлении). Эти процессы протекают в общем также с инерцией и могут сильно влиять на характер реакции регулируемого участка на регулирующее воздействие, особенно при малоинерционных топках. [c.295]

Отложения продуктов коррозии сказываются на температурном режиме парогенерирующих каналов. Обычно изменения температуры стенки невелики. Это объясняется тем, что большая часть тепла переносится за счет фазового превращения, аналогично тому, как переносится тепло в тепловых трубах при кипении в фитилях. Однако приращение температуры стенки может быть и значительным, если в порах отложений начнется кристаллизация солей жесткости, S1O2 и других малотеплопроводных соединений. [c.137]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...