Тепловые трубки

При идеальных условиях основные тепловые потери тепловой трубки будут иметь место на границе раздела пар—газ. Они малы, если площадь внутренней поверхности в зоне конденсации мала. Однако и при малом общем потоке тепла будет существовать небольшой перепад температур между точкой испарения и точкой конденсации. Это обусловлено градиентом давления, который должен существовать между этими областями для обеспечения движения пара. Тем не менее перепад [c.148]

Рис. 4.9. Газорегулируемая тепловая трубка для сравнения термометров (схема). / — теплоизоляция 2 — фитиль 3—водяное охлаждение 4 — регулируемое давление 5 — буферный газ 6 — пар рабочей жидкости 7 — нагреватель 8 — металлический блок.

Работа тепловой трубки возможна и без буферного газа. В этом случае температура тепловой трубки будет регулироваться печью, внутри которой она помещается [19]. Температура тепловой трубки будет соответствовать температуре наиболее холодной части печи. Внутреннее давление пара и температура будут изменяться вслед за изменениями температуры печи до тех пор, пока не установится очень близкая к однородной температура всей внутренней поверхности печи. Промышленность изготавливает различные тепловые трубки такого типа, предназначенные для получения однородной температуры в печи. [c.149]

Общий вывод таков тепловая трубка — почти идеальное рещение для большого числа термометрических задач. Это верно, но с некоторыми ограничениями. Существенно, что интервал температур, при которых рабочая жидкость имеет давление в нужных пределах, довольно узок. Экспоненциальная зависимость давления пара от температуры приводит к тому, что температурный интервал, в пределах которого оно достаточно высоко для обеспечения необходимого теплообмена и не столь высоко, чтобы возникали проблемы механической прочности устройства, очень ограничен. Следует отметить необходимость совместимости материалов стенки, фитиля и рабочей жидкости. В табл. 4.1 приведены некоторые возможные их комбинации и температурные [c.149]

Рис. 4.10. Динамическое падение температуры в тепловой трубке длиной 100 см при давлении 1 атм и при А7 /7 =2 10" для различных жидкостей [19].

При градуировках методом сравнения до 600 °С обычно применяется ванна с жидкостью, а при более высоких температурах— блок из тяжелого металла или тепловая трубка. Удобно [c.302]

Тепловой контакт 13. 23 Тепловые трубки 146 Теплота 12 [c.445]

С проблемой подвода и отвода тепла инженеры встречаются на каждом шагу. Работает атомная электростанция — значит, в ядерном реакторе выделяется огромное количество тепловой энергии, которое надо как можно быстрей вывести наружу для превращения в электричество. Крутится электромотор, пыхтит двигатель внутреннего сгорания, горит радиолампа, ракета врезается в атмосферу — здесь мы уже имеем дело с вредным нагревом, когда от тепла надо побыстрее избавиться. Неудивительно, что теплотехники на протяжении многих десятилетий ломают головы, пытаясь ускорить движение медлительных тепловых потоков. Но несокрушимым препятствием на этом пути всегда была исключительно низкая теплопроводность природных материалов. Возьмем, например, медь. Чтобы пропускать по медному стержню диаметром 2—3 сантиметра и длиной менее полуметра всего 10 киловатт тепловой энергии, нужен огромный термический напор . Один конец стержня пришлось бы раскалить втрое горячее поверхности Солнца, фактически превратить в пар, тогда как другой должен был бы сохранять комнатную температуру. А ведь медь считается одним из лучших проводников тепла. Что касается тепловой трубки , то при тех же размерах она пропустит такую энергию почти без сопротивления, и разность температур между ее концами практически не удастся даже измерить. Аналогичную теплопроводность могла бы иметь только медная глыба диаметром в три метра и весом 40 тонн. [c.19]

Помимо фантастической теплопроводности, она обладает еще несколькими замечательными свойствами. Используя их, можно концентрировать тепловые потоки, изменять и поддерживать на одном уровне нужную температуру агрегатов и технологических процессов с такой же легкостью, с какой электронщики уже давно манипулируют токами и напряжениями в своих схемах, с какой механики научились недавно управлять силами, энергиями, деформациями и другими деталями удара. Недаром инженеры прозвали тепловую трубку температурным трансформатором , тепловым транзистором . Калории и градусы становятся столь же гибкими в обращении, как вольты, амперы и килограммы. [c.20]

Тепловые трубки еще не вышли из стен лабораторий. Но опыты уже подтвердили, что они с равным успехом работают и при температуре замерзания воды, и при температуре плавления стали. Они пропускают тепловые потоки мощностью в десятки киловатт, а рабочими жидкостями им отлично служат самые разнообразные вещества вода, метанол, ацетон, некоторые расплавленные металлы — цезий, калий, натрий, свинец, висмут,— неорганические соли и т. д. [c.23]

Простота, надежность, непревзойденная компактность и легкость, безграничная долговечность, идеальная саморегуляция обеспечат тепловым трубкам широкое распространение во всех областях техники — в установках прямого преобразования энергии, на космических кораблях, в медицине, химии, электротехнике и даже в быту инженеры конструируют облегченные автомобильные двигатели с капиллярным охлаждением, духовки для кухонных плит, системы центрального отопления квартир, дающие абсолютно ровную температуру во всех помещениях независимо от этажа, и многое другое. [c.23]

Единственный двигатель , заставляющий жидкость в тепловой трубке двигаться по капиллярам,— это поверхностное натяжение, силы притяжения между молекулами жидкости. Так что трубка не нуждается ни в каких посторонних источниках энергии. Это, конечно, удобно. Но если энергия все же есть рядом, почему бы не воспользоваться ею Так, видимо, рассуждал инженер Ральф М. Зингер, получивший в октябре 1967 года американский патент № 3344853 на еще один вариант тепловой трубки. Он покрыл поверхность трубки электроизоляцией, а внутрь налил электропроводную жидкость. Затем поместил трубку в сильное магнитное поле. В жидкости сразу возник ток и появились силы, ускорившие ее циркуляцию вдоль стенок. Изобретатель утверждает, что магнитное поле может почти в три раза увеличить теплопроводность тепловой трубки и при этом отпадет нужда в пористой набивке. А главное, мы получаем новый и удобный способ регулирования тепловых процессов. Для их ускорения или замедления достаточно менять напряженность магнитного поля. [c.24]

Бельгийские исследователи пошли по другому пути. Остроумным приемом они упростили конструкцию тепловой трубки до предела. Их трубка — патент № 3402764, выданный в сентябре 1968 года — не нуждается ни в магнитном поле, ни в пористой набивке, потому что капилляры — тонкие продольные прорези, пазы — сделаны прямо на ее внутренней поверхности. Такая трубка не боится ни вибраций, ни перегрузки. В ней нечему лопаться или портиться. [c.24]

Тепловые трубки делают пока свои первые шаги. Но опыты их применения уже производятся в самых разных отраслях техники — всюду, где приходится иметь дело с теплом. [c.24]

Проблема нейтрализации внутренних тепловыделений на космическом ко-)абле тесно связана с необходимостью отвода теплоты на периферию корабля. Идеальное решение вопроса транспорта теплоты может быть достигнуто с помощью устройств типа тепловой трубы. Тепловая труба, представляющая собой герметичный капиллярно-пористый фитиль, насыщенный легколетучей жидкостью, с помощью испарительно-конденсационного механизма переноса теплоты позволяет в десятки тысяч раз увеличить теплопроводность по сравнению с теплопроводностью лучших естественных проводников теплоты (металлов). Тепловая трубка по существу является своеобразным сверхпроводником теплоты, действующим автоматически. Именно космос благодаря невесомости снимает с тепловых труб всякие геометрические и пространственные ограничения и делает их незаменимыми в конструктивном плане. В частности, применение тепловых труб позволяет не только устранить недопустимые температурные деформации корпуса корабля и снять температурные напряжения конструкции, вызванные сильным прогревом корабля с солнечной стороны и резким охлаждением с теневой стороны, но и обратить эти в общем неблагоприятные условия на пользу. [c.376]

Для регулирования охлаждения кокиля могут быть использованы специальные устройства — тепловые трубки, в которых используется испарительное охлаждение с замкнутым циклом обращения хладагента. [c.330]

Охлаждение герметизирующего устройства тепловыми трубками [91]. Тепловую трубку можно размещать в корпусе машины и внутри вращающегося полого вала. Например, герметизатор может быть связан с камерой, содержащей определенное количество теплопередающей низкокипящей жидкости, а другой конец тепловой трубки выведен в полость с герметизируемой средой или в полости с вспомогательной охлаждающей жидкостью [c.89]

Можно увеличить срок службы манжет, улучшая условия теплоотвода и смазки зоны трения. Простейший способ теплоотвода в опорах на жидком масле — < помощью масляного кармана (рис. 57, а). В других случаях под манжеты устанавливают втулку из теплопроводного материала для отвода тепла можно использовать тепловые трубки. [c.86]

Одним из основных разделов обзорного справочника является тепломассоперенос в капиллярнопористых телах (разд. 5). Это обусловлено тем обстоятельством, что закономерности технологических и химико-технологических процессов в разных отраслях промышленности определяются тепломассопереносом в капиллярнопористых телах. Кроме того, значимость проблемы тепломассопереноса в капиллярнопористых телах значительно возросла в связи с широким применением капиллярнопористых тел в космической технике, в частности в устройствах по транспорту жидкостей и энергии (тепловые трубки, теплообменники и т. п.). [c.4]

Одним из процессов, составляющих рабочий цикл тепловых трубок, расположенных полукольцами по диаметру корабля между горячей и холодной сторонами корпуса, оказывается процесс капиллярной перегонки рабочей жидкости по пористому фитилю от холодной конденсационной секции трубки к горячей испарительной. При правильно подобранных характеристиках рабочей жидкости и пористого фитиля это приводит к возникновению потенциала течения полярной жидкости в пористой среде, и тепловая трубка начинает работать в режиме теплоэлектрического преобразователя, обеспечивая корабль даровой электроэнергией. [c.443]

Режим тепловой трубки описан в 5-10. [c.446]

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]

Преимущества тепловых трубок реализуются наилучшим образом, когда трубки длинные и тонкие, т. е. берется длинный цилиндр или вытянутая тонкая плоская структура. Для определенности рассмотрим круговой цилиндр с большим отношением длины к диаметру. Ход анализа для других форм очевиден, хотя не всегда прост в деталях. Как видно на рис. 5-51, такая тепловая трубка состоит из замкнутой трубки длиной / и внешним радиусом Гр и кольцевой капиллярной структуры, пропитанной смачиваемой [c.460]

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]

Факторами, характеризующими работу тепловой трубки и определяющими ее эффективность, являются [c.461]

Имеются, конечно, другие факторы, влияющие на совершенство тепловой трубки, и реальные температурные градиенты могут намного превосходить градиенты, вызванные простым потоком пара. В их числе тепловое сопротивление фитиля и стенок тепловой трубки, вариации в положении границы раздела жидкость—пар в фитиле в точке испарения и вариации гидростатического давления столба пара. Кроме того, присутствие примесей может приводить к несмачиваемости части внутренней поверхности. Хотя основы действия газовых тепло- [c.148]

Предшествующее обсуждение тепловых трубок с регулируемым давлением приводит, естественно, к замечаниям, касающимся реализации точек кипения воды и серы. Единственное отличие описанной выше тепловой трубки от классической аппаратуры для реализации точек кипения воды и серы — с тсут--ствие в последней фитиля, покрывающего всю внутреннюю по--верхность. Роль фитиля, возвращающего конденсат в область испарения, играет здесь просто сила тяжести. Не являясь больше основной точкой МПТШ-68, точка кипения серы (444 С) остается полезной, поскольку обеспечивает удобный способ срав- ения термометров вблизи точки затвердевания цинка. Аппаратура, применяемая обычно для реализации точек кипения воды п серы, показана на рис. 4.11 и 4.12. Усовершенствование этих устройств, позволяющее работать в щироком интервале температур, состоит во введении системы регулирования давления инертного газа, присоединяемой к выходной трубке. [c.150]

Впервые тепловая трубка была предложена американским инженером Ричардом Гоглером еще во время второй мировой войны, в 1942 году. На изобретение это тогда никто не обратил внимания. Больше двух десятилетий оно пролежало под спудом, и лишь недавно его возродил к жизни Джордж Г ровер — физик из Лос-Ала-мосской научной лаборатории. Устройство трубки до неправдоподобия просто. Даже не верится, что такими элементарными средствами можно достичь столь поразительных результатов. Фактически трубка представляет собой обычную полую тонкостенную трубку с [c.19]

В ряде стран уже в течение нескольких лет применяются теплоконденсационные (тепловые) трубки для обеспечения луч- [c.322]

Сущность работы тепловой трубки состоит в следующем испарение жидкости происходит из капиллярнопористого фитиля. Пар диффундирует в холодную зону, где и конденсируется. 1<онденсат возвращается тем же фитилем. Это происходит потому, что при испарении кривизна мениска увеличивается, а при конденсации — уменьщается. В результате жидкость перемещается под влиянием капиллярного потенциала, аналогично перемещению жидкости в коническом ка- [c.446]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...