Фитиль или капиллярная структура

ФИТИЛЬ ИЛИ КАПИЛЛЯРНАЯ СТРУКТУРА [c.83]

Составные фитили. Системы с артериальными или составными фитилями требуют применения вспомогательной капиллярной структуры для распределения жидкости по испарительной и конденсирующей поверхностям [c.34]

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]

Стремление уменьшить температурные перепады на стенке и более эффективно использовать центральную часть трубы привело к использованию для низкотемпературных тепловых труб фитилей,,в которых капиллярная структура в виде артерии вынесена в паровой канал. Это, в частности, пластинчатый фитиль [рис. 2.1, г] или шнековый [22]. [c.26]

Комбинированный фитиль представляет собой разновидность составного фитиля с продольным секционированием канала для протока жидкости (см. рис. В.5, сектор е). В качестве примера можно привести капиллярную структуру, представляющую собой продольные канавки, выполненные на внутренней поверхности корпуса тепловой трубы и покрытые плотно прилегающим мелкопористым экраном. Комбинированный фитиль обладает всеми преимуществами составного фитиля и уменьшает некоторые его недостатки. В качестве мелкопористого экрана в составных и комбинированных фитилях могут быть применены мелкоячеистые сетки или тонкостенные пористые или перфорированные трубки. [c.24]

Тепловые трубы с артериальными фитилями В тех случаях когда необходимо иметь Тонкий слой жидкости у стенки трубы, например для криогенных и низкотемпературных тепловых труб, возможно применение фитиля с вынесенным в паровое пространство каналом для протока жидкости — артерией (см. рис. В.5, сектор ж). Артерия, имеющая большой гидравлический диаметр или проходное сечение, резко уменьшает гидравлическое сопротивление при течении жидкости из зоны конденсации в зону испарения. Для раздачи жидкости от артерии поверхности трубы в зоне испарения часто используют капиллярную структуру в виде резьбовых канавок на внутренней стенке корпуса трубы. Артериальные фитили можно также подразделить на простые и составные. Одна из разновидностей артериальных фитилей — фитиль с так называемой туннельной артерией (см. рис. В.5, сектор з). В туннельной артерии криогенной тепловой трубы вследствие возникновения перепада температур и, собственно, давлений насыщения в поперечном сечении создаются условия для заполнения ее жидкостью даже при оч нь большом диаметре жидкостного канала. [c.24]

Многообразие фитилей ведет к разнообразию конкретных условий парообразования. Многие явления характерны как для низкотемпературных, так и для высокотемпературных тепловых труб. Рассмотрим прежде всего парообразование в пористых фитилях, состоящих, например, из нескольких слоев сетки, металлического войлока или пористых спеченных засыпок. Для них в первом приближении можно представить следующую общую двумерную модель [38] (рис. 3.11). Модель состоит из шаров, теплопроводность которых значительно больше, чем теплопроводность окружающей жидкости, и шары соединены между собой с помощью тепловых мостиков, которые поддерживают теплопроводность в направлении У (в середине рисунка мостики не обозначены для лучшей наглядности). Если на месте А стенки действует зародыш пузырьков пара, то пузырьки будут распространяться в направлении, где расстояние между шарами наибольшее. Если перегрев жидкости в направлении К достаточен для того, чтобы пузырек расширился (увеличился) до мениска С, то возникает открытый канал пара между местами А и С. Если же пузырек распространяется вдоль стенки так, что и места зародышей В становятся действующими, то это почти несущественно до тех пор, пока сплошная пленка пара не распространится в направлении X у стенки. Вследствие малой теплопроводности пара в этом случае возможны перегрев и пережог стенки — наступает типичный кризис кипения. Уместен вопрос, какая капиллярная структура наиболее пригодна для достижения больших тепловых нагрузок. Очевидно, что такая, в которой облегчено распространение паровой зоны в направлении У (см. рис. 3.11) и затруднено образование сплошной паровой пленки непосредственно у стенки. С одной стороны, для достижения возможно большего капиллярного давления в тепловой трубе требуются небольшие диаметры капиллярных каналов. С другой стороны, при малых диаметрах каналов больше опасность образования пленки у стены, так как для прохода пара через фитиль требуется большая разность давлений пара между Л и С и, соответственно, должен быть велик перегрев жидкости у стенки. Из-за увеличения сопротивления потоку жидкости нельзя сильно уменьшать толщину фитиля. Для жидкости с плохой теплопроводностью необходимо обращать внимание на хорошие тепловые контакты внутри капиллярной структуры, чтобы обеспечивать хорошую теплопроводность в поперечном направлении. Это достигается спеканием частиц или сеток между собой и стенкой. [c.140]

Поэтому гидравлический диаметр парового пространства делают максимально большим, чтсиЗы свести к минимуму градиент давлений вдоль оси в текущем паре. Фитиль может быть сделан из переплетенной ткани, войлока, шлака и тому подобных материалов или даже выполнен просто в виде канавок или желобков оболочки. Капиллярная структура характеризуется средним радиусом пор, проницаемостью и объемом жидкой фракции. Рабочая жидкость должна смачивать материал фитиля желательно, чтобы она смачивала также стенки оболочки, так как это улучшает теплопередачу. Допускается небольшой излишек жидкости сверх количества, требуемого для насыщения фитиля. Недостаток жидкости может уменьшить максимум теплопередачи за счет уменьшения эффективного объема фитиля в зоне испарения тепловой трубы. [c.393]

Простые фитили. Хорошей технологичностью при изготовлении и высокой надежностью при работе обладают фитили из нескольких слоев металлических или текстильных тканец, которые каким-либо образом прикреплены к стенке тепловой трубы на участке тшлообмена. Транспортные свойства этих фитилей обычно таковы, что не могут обеспечивать очень высокого теплопереноса. Такие фитили применимы почти для любого температурного диапазона и теплоносителя 2—6]. Однако в низкотемпературных и криогенных тепловых трубах значительная толщина фитиля создает благоприятные условия для перегрева и кипения теплоносителя внутри капиллярной структуры, что обычно и ограничивает подводимые удельные тепловые потоки сравнительно небольшим значением. [c.25]

Составные фитили, как уже отмечалось, наряду с положительными имеют и отрицательные свойства. При изготовленпи таких фитилей необходимо учитывать особенности их работы. Капиллярный напор для составного фитиля определяется самой крупной поверхностной порой, и дефекты пористой поверхности (большие поры) могут ухудшить капиллярные свойства составного фитиля или даже полностью ликвидировать его преимущества. Локальное разрушение мелкопористого экрана выводит из строя всю тепловую трубу. В том случае, когда канал между мелкопористым экраном и корпусом трубы имеет большой размер, возможны трудности с первоначальным заполнением его жидкостью или с заполнением после выдувания жидкости из канала после того, как капиллярный напор оказался недостаточным и возникло сухое пятно под мелкопористой структурой. [c.27]

Капиллярная структура металловолокнистых фитилей (металлический войлок) изготавливается из предварительно измельченной проволоки, которая затем прессуется в ленту или трубку и подвергается горячему спеканию. При спекании может быть осуществлена приварка войлока к стенке корпуса тепловой трубы. Горячее прессование применимо при изготовлении капиллярных структур из сеток [59]. [c.43]

Один из примеров составного фитиля — капиллярная структура в виде мелкопористого тонкос генноцо экрана, образующего канал кольцевого сечения с корпусом трубы для обеспечения протока жидкости (см. рис. В.5, сектор 5). Составной фитиль кольцевого типа наряду с положительными имеет и отрицательные свойства. Капиллярный перепад давления для составного фитиля определяется самой крупной поверхностной порой. Дефекты пористой поверхности (большие поры) в этом случае практически определяют капиллярный перепад давления и, следовательно, приводят к существенному ухудшению работы составного фитиля. Локальное осушение фитиля, т. е. соединение полости зазора с паровым пространством, приведет к тому, что капиллярный перепад давления и работа трубы будут определяться размерами зазора, а не размерами поверхностных пор малого размера. Локальное разрушение мелкопористой структуры выводит из строя всю тепловую трубу. В том случае, когда зазор под мелкопористым экраном велик, возможны трудности с первоначальным заполнением его жидкостью, а также с а- ojнeниeм после удаления жидкости из зазора вследствие не остаточнвсти капиллярного перепада давления или возник- новения локального осушения фитиля под экраном, т. е. при [c.23]

Тепловые трубы с комбинированными фитилями Недостатки, присущие составному фитилю, можно существенно снизить, пр]1меряя продольное секционирование щелевого канала для протока жидкости. Образование крупных пор в мелкопористом экране в этом случае будет приводить к снижению эффективности работы или, в конечном итоге, к осушению фитиля лишь в тех секциях, где имеются эти повреждения, а не всей капиллярной структуры. Таким образом, секционирование зазора для протока жидкости приводит к существенному улучшению работы трубы, повышает ее надежность. [c.24]

При расчете максимальной мощности тепловой трубы в одном варианте ввода исходной информации можно задавать массивы от одного до двенадцати значений теплофизических параметров и один-два варианта геометрических параметров. Время расчета одного варианта геометрии тепловой трубы для двенадцати значений теплофизических параметров колеблется от 2 до 7 мин на мащине типа М-220. Если по истечении 7 мин итерационный процесс расчета не заканчивается, то в соответствии с предусмотренным управлением программа автоматически прекращает расчет этого варианта и на печать выводятся нулевые значения определяемых величин. Это означает, что Qж i определено с больщой погрешностью в сторону завышения или занижения. Необходимо задать в исходных параметрах новое значение корректирующего множителя, входящего в формулу для определения Qv x, и повторить расчет. Для тепловых труб с зазором для протока жидкости в пределах 6—10% диаметра парового канала значение корректирующего множителя можно задавать близким к единице. В случае проведения вариантных расчетов для определения оптимального соотношения между зазором и диаметром трубы корректирующий множитель следует задавать на несколько порядков меньше единицы. Хотя в программе использованы формулы для расчета круглых цилиндрических тепловых труб с составным фитилем кольцевого типа, можно проводить оценочные расчеты и для труб с другими типами фитилей и различающейся геометрией парового канала. Для этого в исходной информации в программу необходимо задавать эквивалентные значения диаметра парового канала и эквивалентные геометрические размеры фитиля. Формулы для пересчета геометрических параметров различных типов капиллярных структур применительно к составному фитилю приведены в Приложении 1. [c.99]

Конструкционными мерами можно уменьшать эффект уноса жидкости из фитиля в паровой поток. Например, покрыв канавки экраном из сетки или другого пористого материала, можно разделить потоки пара и жидкости и затруднить непосредственное взаимодействие потоков. В опытах Кемме [56] тепловые трубы с фитилем из продольных канавок после покрытия канавок мелкопористой сеткой пускались без каких-либо затруднений и обеспечивали достаточно высокий теплоперенос. Эффект уноса жидкости из фитиля в паровой поток меньше сказывается также в тепловых трубах с капиллярной структурой в виде винтовой нарезки, дополненной артериями. [c.117]

На практике при ироектированин тепловой трубы необходимо знать также г — эффективный радиус поры. Последний весьма сложно определить каким-либо методом, поскольку фитиль тсп.ювой трубы изготовляется из спеченного пористого материала или из нескольких слоев высокоиористой ткани. Измеряя максимальную высоту поднятия рабочей жидкости, можно получить информацию о значении капиллярного напора для различных сочетаний рабочая жидкость — фитиль. Данные по значениям максимального поднятия в различных структурах опубликованы рядом исследователей, и некоторые результаты приведены в гл. 3. Результаты экспериментов для одной и той же структуры могут отличаться друг от друга в зависимости от того, происходило поднятие или же опускание ме- птска. Причина этого явления становится ясной из рис. 2-5. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...