Перепады температуры в тепловой трубе

Водяная тепловая труба длиной 1 м и диаметром 20 мм способна передавать тепловую мощность 1 кВт при перепаде температур между внешними поверхностями зон испарения и конденсации порядка 10 К. Основная часть перепада температур в тепловой трубе. [c.435]

Введение. В настоящем параграфе рассматриваются вопросы теплопередачи и соответствующие перепады температур в тепловой трубе. Последний может быть выражен через термические сопротивления соответствующей цепи (рис. 2-24). Как подвод, так и отвод теплоты от тепловой трубы может осуществляться теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. Труба может также обогреваться индукционным способом, электронной бомбардировкой, а охлаждаться в результате эмиссии электронов. Дополнительные перепады температур появятся как в зоне испарения, так [c.51]

Полный перепад температур. На рис. 2-25 показаны составляющие полного перепада температур в тепловой трубе и эквивалентные термические сопротивления [c.72]

Рис. 5.12. Осевой перепад температуры в тепловой трубе с метиловым спиртом и водой прп различных составах смеси

В приложениях представлены методы расчета ограничений теплопереноса и перепадов температуры в тепловых трубах, приведены данные по физическим свойствам основных теплоносителей. [c.2]

П.1.4. ПЕРЕПАДЫ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕПЛОВОЙ ТРУБЕ [c.203]

Суммарный перепад температуры в тепловой трубе складывается и следующих составляющих 1) перепадов температуры в стенке трубы в зоне испарения и конденсации 2) перепадов температуры в фитиле в обеих зонах 3) перепадов температуры на границе раздела фаз пар — жидкость при испарении и конденсации 4) перепадов температуры насыщения в паре по длине тепловой трубы. [c.203]

П.1.4. Перепады температуры в тепловой трубе. ... [c.256]

Степень разделения компонент зависит от состава смеси. Для смесей с близкой концентрацией обеих компонент она выше, чем тогда, когда одной из компонент в смеси мало. Изменение длины испарителя и конденсатора практически не оказывает влияния на осевые перепады температуры. Однако увеличение общей длины трубы увеличивает степень разделения смеси на чистые компоненты. Измеренный радиальный перепад температуры в двухкомпонентных трубах значительно выше, чем в однокомпонентных вследствие диффузионного сопротивления. Большой перепад температуры по длине двухкомпонентной тепловой трубы вызван прежде всего адиабатическим радиальным тепло- и массообменом между жидкой и паровой фазами. Для того чтобы уменьшить радиальный тепло- и массообмен, в адиабатической зоне тепловой трубы в экспериментах [42] был установлен экран, отгораживающий пар от жидкости. В результате установки экрана аксиальный перепад температуры был понижен примерно в два раза. [c.142]

Определение я производится при следующих допущениях 1) тепловые источники расположены равномерно по толщине стенки трубы (при максимальном имеющем место в опытах перепаде температур в стенке 2 К неравномерность тепловыделения по толщине из-за изменения омического сопротивления не превышает 0,2 %) перетечки тепла вдоль оси трубы и по ее периметру отсутствуют (т. е. рассматривается одномерная задача) этими перетечками по сравнению с радиальным тепловым потоком можно пренебречь, так как изменение по длине пучка близко к линейному = [c.184]

При записи условий (1а) предполагалось, что перепад температуры в стенке равен нулю и теплопроводность в осевом направлении пренебрежимо мала по сравнению с тепловым потоком по нормали к стенке трубы. [c.341]

Ввиду высокой пористости железоокисных отложений (40—60%), образуемых в газомазутных котлах СКД, их теплопроводность примерно в 40 раз ниже теплопроводности металла труб НРЧ. Отложения создают большое термическое сопротивление тепловому потоку при теплопередаче от газов к пару и воде. При достижении 200—250 г/м отложений на огневой стороне трубы перепад температур в стенке может составлять до 200°С, что приводит к ухудшению прочностных свойств металла и повреждениям НРЧ. [c.136]

В необогреваемые толстостенные коллекторы поступал пар из большого количества змеевиков, и температура стенок коллекторов была значительно ниже, чем температура пара в тех трубах, которые дополнительно обогревались языками пламени. Каждый раз, когда пламя достигало нескольких змеевиков, возникал большой перепад температур в зоне приварки к коллекторам промежуточных штуцеров. В этой зоне появились трещины тепловой усталости, размеры которых постепенно увеличивались. [c.198]

ВОЙ поток остаются постоянными. Преимуществами этой системы являются отсутствие избытка жидкости, неконденсирующегося га-за или посторонних жидкостей, находящихся в контакте с теплоносителем, а также возможность поддержания постоянной температуры конденсатора, несмотря на колебания температуры источника тепла. Дополнительным преимуществом данной тепловой трубы по сравнению с газорегулируемыми и тепловыми трубами с избытком жидкости является то, что в данной системе нет неактивных участков в трубе. Весь испаритель и весь конденсат тор являются изотермическими, так как перепады давлений и температур имеют место на дроссельном клапане. Однако в тепловой трубе с модуляцией парового потока следует увеличить необходимое капиллярное давление для того, Чтобы скомпенсировать падение давления пара. [c.129]

Несмотря на то что тепловая труба обладает очень высокой теплопроводностью, в ней существуют радиальные перепады температур в испарителе и конденсаторе и аксиальный перепад температур вдоль трубы. В книге приводятся формулы, которые позволяют оценивать эти температурные перепады. [c.24]

Рис. 2-24. Перепады температур и эквивалентные термические сопротивления в тепловой трубе.

Большинство из этих характеристик не требует специальных разъяснений. Высокие значения отношения предела прочности к плотности более важны для космических приложений. Отсутствие пор в материале необходимо для предотвращения диффузии газа в тепловую трубу. Высокая теплопроводность обеспечивает минимальный перепад температур между источником теплоты и фитилем. [c.94]

Несколько слов о движении пара в тепловой трубе. Известно, что пар, как и любой другой газ, перетекает из одной области в другую, если имеется какой-либо перепад давления между этими областями. В тепловой трубе пар движется из зоны агрева в зону конденсации, так как между этими зонами имеется некоторый перепад давления. Повышенное давление в зоне нагрева— результат интенсивного образования пара при кипении. Попадая в зону конденсации, где температура ниже, пар конденсируется, т. е. превращается в более плотную субстанцию — жидкость, и поэтому в этой зоне давление падает. Наличие такого постоянно действующего перепада давления и обеспечивает непрерывное перетекание пара вдоль тепловой трубы. Очевидно, движение пара будет тем интенсивнее, чем больше перепад давления. Этот перепад будет тем выше, чем сильнее различаются между собой плотность насыщающих паров жидкости при данной температуре рп и плотность самой жидкости р, т. е. теплопередача будет эффективнее, если выражение 1-- будет приближаться к еди- [c.25]

Наряду с неравновесностью средних концентраций в двухкомпонентной тепловой трубе имеет место неравновесность средних температур. Учитывая малое термическое сопротивление фазового перехода, следует ожидать, что температура жидкости на границе раздела фаз равна температуре пара и, следовательно, в пределах диффузионного пограничного слоя имеется радиальный перепад температур. Радиальный перепад температуры в каждом сечении тепловой трубы, в том числе и в адиабатической зоне, вызывает радиальный теплообмен между двумя фазами, похожий на противоточный теплообмен в теплообменниках. Пар охлаждается при движении в направлении к конденсатору, жидкость, двигаясь в противоположном направлении, нагревается. Радиальное падение температуры пара — совершенно необходимое условие работы двухкомпонентной трубы. Иначе невозможно объяснить значительное падение температуры между испарителем и конденсатором, наблюдаемое во всех экспериментах с двухкомпонентными тепловыми трубами при концентрациях, отличающихся от азеотропных [39—42]. [c.140]

Рис 2 37. Зависимость перепада давления по парожидкостному тракту теплоносителя в тепловой трубе от температуры [c.111]

Следует сразу отметить, что значения максимальных удельных тепловых потоков в зоне нагрева тепловых труб с металлическими и неметаллическими теплоносителями различаются на несколько порядков. Малая теплопроводность неметаллических жидкостей и ряд других их свойств приводят к тому, что, как правило, в зоне нагрева тепловых труб не удается обойтись без парообразования внутри фитиля, в то время как для жидких металлов из-за их высокой теплопроводности парообразование идет с поверхности фитиля, а вскипание часто является кризисным явлением. Желание увеличить допустимые тепловые нагрузки, а также уменьшить перепады температуры в фитиле ведет к тому, что оптимальные конструкции фитилей тепловых труб с металлическими и неметаллическими теплоносителями [c.125]

Порядок обработки опытов был следующий. К измеренным температурам стенки вносились поправки на негомогенность материала некоторых термопар, затем температуры усреднялись по формуле трапеций и подсчитывалась удельная тепловая нагрузка. Поправка на перепад температур в стенке трубы подсчитывалась по обычной формуле перепада температур в цилиндрической стенке, обогреваемой за счет внутренних источников тепла, в которую подставлялись средняя тепловая нагрузка и коэффициент теплопроводности материала стенки, взятый при средней температуре стенки. Коэффициент теплопроводности меди брался из работы [6]. [c.15]

Tm.v—температура на поверхности раздела фитиль — пар, разд. 2.7 ДГ — перепад температур АТр —перепад температур в стенке трубы, пр. 4.1 ls.Tr, — перепад температур в паровом канале, пр. 4.1 1Унр — коэффициент теплопередачи тепловой трубы, ур. (2.74) [c.13]

Но было исследовано влияние рода рабочей жйдкости, а также свойств и конфигурации фитиля на запуск тепловой трубы и было получено общее описание процесса запуска тепловой трубы. Во время запуска для передачи теплоты от испарителя к конденсатору пар должен течь с относительно высокой скоростью, в итоге перепад давления вдоль оси канала оказывается большим. Поскольку осевой градиент температуры в тепловой трубе определяется перепадом давления в паровом канале, то в начальный момент температура в испарителе будет значительно выше, чем в конденсаторе. Уровень температур, достигаемых в испарителе, безусловно, зависит от рода используемой рабочей жидкости. Если количество подводимой теплоты достаточно велико, то фронт температуры будет постепенно перемещаться в направлении зоны конденсации. Во время нормального запуска тепловой трубы температура в испарителе возрастает, пока фронт не достигнет конца конденсатора. Начиная с этого момента, будет возрастать температура в конденсаторе, пока вся труба не придет в приблизительно изотермическое состояние (при использовании в качестве рабочей жидкости лития или натрия этот процесс протекает при таких температурах, когда стенка трубы нагрета докрасна, в этих условиях степень изотер-мичности трубы видна на глаз). [c.106]

Перепад температур в стенке трубы (при тепловом потоке Q/H = 271 тыс. ктл1м ч), °С 70 1 35 [c.249]

Расчетная температура стенки труб поверхностей нагрева принимается равной среднеарифметической величине температур наружной и внутренней ее поверхностей в наиболее нагретом участке элемента. Такой подход был оправдан, пока тепловые потоки в котлах не превышали 100 тыс. кк.ал/м , а перепады температуры в стенке не превышали 15—25° С. В современных мощных котлоагрегатах тепловые потоки доходят до 500 тыс. ккал1м ч, а перепады температуры по толщине стенки достигают 80—100° С. Различие в сопротивляемости ползучести металла более горячих наружных [c.379]

При создании на входе греющего теплоносителя в парогенератор (и выходе рабочего тела) достаточной разности температур в парогенерирующей трубе возникает кризис, который постепенно распространяется в область низких паросодержаний, пока не достигает значений х = хгр. При увеличении температурного напора между греющим теплоносителем и рабочим телом и соответственно при увеличении теплового потока длина области интенсивного теплообмена /гр и х р уменьшается. При достаточно высоких температурных перепадах (свыше 150— 200° С) возможно уменьшение х р до нуля. В этом случае в парогенерирующей трубе начинается пленочное кипение, когда жидкость движется в ядре потока, а стенка омывается кольцевой пленкой пара. Коэффициент теплоотдачи резко падает, и, несмотря на большую разность температур, в трубе идет слабый теплообмен. На рис. 11.11 показан график, харак- [c.263]

На рис. 4-il8 изображено поперечное сечение такой утолщенной вставки. Сама вставка выполняется из металла той же марки, что и экранная труба, и с равнопроход-ным внутренним диаметром. Утолщение стенки во вставке выполнено только в секторе, обращенном в сторону топки. Ошибки в определении тепловой нагрузки по перепаду температуры в стенке такой вставки связаны с точностью определения базы между сверлениями, с растечками тепла в стенке и с некоторым отличием освещенности такой вставки по сравнению с экранной трубой. При тщательно.м изготовлении вставок максимальную ошибку в определении базы можно оценить в 0,2 мм, что при величине базы в 5,5 мм составляет примерно 3,5%. [c.121]

Методика эксперимента при работе с описанным калориметром сводилась к следующему. Калориметр предварительно нагревался в электропечи до температуры 60—65° С, после чего вставлялся в зону тепловой стабилизации исследуемого трубного пучка (зона после 3-го ряда трубок). Температура воздушного потока в аэродинамической трубе поддерживалась на уровне 50° С, максимальные перепады температур в начале опыта составляли 10—15° С, а в конце 3—5° С. В связи с использованием в опытах малых температурных перепадов измерение их необходимо выполнить с максимальной степенью точности. Только при этих условиях можно исключить влияние температуры на средний по поверхности коэффициент теплоотдачи конвекцией и на физические свойства материала калориметра. Измерение перепадов температур рекомендуется осуществлять с помощью дифференциальной термопары в сочетании с чувствительным потенциометром, например, 10 X 10 в1мм при применении зеркального гальванометра. [c.187]

Например, фирма Рэдио корпорейшн оф Америка по заданик> Армии США разрабатывает термоэмиссионный генератор мощностью 3 кет на органическом топливе [10]. Генератор состоит из 36 преоб-разователей-диодов, собранных в три секции. Каждая секция генерирует мощность около 1 кет. Для передачи тепла от источника к горячей стороне каждого преобразователя используется литиевый теплоноситель, циркулирующий в тепловых трубах, изготовленных из молибденового сплава. Длина трубы 229 мм, диаметр 18,3 мм, рабочая температура 1350° С. В качестве фитиля используется молибденовая сетка, сложенная в несколько слоев. По тепловой трубе подается мощность около 1 кет, при этом перепад температуры вдоль трубы составляет менее Г С. Общий к. п. д. установки 5—6%, а вес [c.213]

Эти характеристики течения были экспериментально продемонстрированы Кемми 28] на натриевой тепловой трубе. Результаты этих опытов представлены на рис. 3.3 в виде зависимости температуры от длины тепловой трубы. Была построена зависимость температуры стенки тепловой трубы, а не давления, вследствие существования двухфазной системы. Профили температуры и давления одинаковы. Осуществлялся постоянный подвод тепла 6,4 кВт к зоне испарения, а отвод тепла в зоне конденсации контролировался изменением гелиево-аргоновой смеси в межстенном пространстве охлаждаемого водой калориметра. Кривая А соответствует дозвуковым условиям течения со слабым выравниванием температуры в конденсаторе. В зоне испарения по мере увеличения массы пара в результате испарения поток пара ускорялся и температура падала. Когда температура конденсатора понижалась (кривая В) в результате увеличения скорости отвода тепла, температура испарителя тоже понижалась, поток пара на выходе из испарителя становился звуковым и возникали критические, запирающие поток условия. Дальнейшее увеличение скорости отвода тепла только снижало температуру конденсатора, так как интенсивность передачи тепла в эту зону не могла быть увеличена из-за запирания потока. Изменение температуры конденсатора совсем не оказывало влияния на температуру испарителя, так как поток пара на выходе из испарителя двигался со звуковой скоростью и никакие изменения условий конденсатора не могли быть переданы вверх по потоку в зону испарения. Это демонстрирует звуковой предел для тепловой трубы. При достижении этого предела наблюдается максимальный осевой тепловой потбк из-за запирания течения и фиксированный осевой перепад температуры [c.82]

Распределение жидкости по периметру трубы. Толщина фитиля, обеспечивающего раздачу жидкости по периметру, ограничена заданным максимальным значением перепада температур между паровым пространством и наружной поверхностью тепловой трубы (или наоборот), которая не должна превышать 3°С. Считая перепад температур в алюминиевой стенке пренебрежимо малым, можно определить коэффициент теплопроводности фитильной структуры и с помощью уравнения стационарной тенлопроводности найти толщину фитиля [c.112]

Термен и Мей [7-6] предложили использовать тепловые трубы для обеспечения более равномерного распределения температуры в неравномерно облучаемой оболочке. Кроме того, был проанализирован вопрос об изготовлении почти изотермических конструкций радиаторов с использованием тепловых труб для повышения эффективности отвода отработанной теплоты, а также о применении тепловых труб для передачи теплоты от реактора к термоионному преобразователю энергии. Конвей и Келли [7-7] исследовали возможность реализации замкнутой кольцевой тепловой трубы с многочислен-нымн комбинациями испарительных и конденсиониру-ющих поверхностей. Труба имела вид тороида с восемью источниками и восемью стоками теплоты. Авторы пришли к заключению, что замкнутая тепловая труба, надлежащим образом связанная с корпусом космического корабля, может оказаться высокоэффективным средством снижения перепадов температур в конструкции. [c.219]

Как правило, переход к пленочному кипению происходит довольно резко, но так же быстро уменьшается и коэффициент теплоотдачи, а температура нагреваемой поверхности быстро увеличивается. Самым нежелательным с рассматриваемой нами точки зрения является то, что на образовавшейся при пленочном кипении паровой прослойке происходит значительное падение температуры. Прослойка пара, шодобно подушке, стремится не допустить контакта жидкости с разогр етой поверхностью. Таким образом, если пленочное кипение будет происходить в тепловой трубе, то уже за счет одного этого эффекта, не удастся обеспечить иа пей малых температурных перепадов. Другими словами, коэффициент теплопередачи оказывается существенно меньшим по величине, чем при пузырьковом кипении- [c.12]

Увеличить переносимое каждым граммом жидкости количество тепла в термосифоне можно, допустив больший температурный перепад ДГ. Но это означает отказ от тех основных требований, которые предъявлялись выше к рассматриваемым теплопередающим устройствам. Действительно, была поставлена цель создания теплопередающего устройства, способного передавать большие потоки тепла при малых температурных перепадах, т. е. устройства с высоким коэффициентом теплопередачи. В тепловой трубе перенос тепла Q в первом приближении е завйсит от перепада температуры, а определяется только скрытой теплотой-испарения. Так как конденсация и испарение жидкости в тепловой трубе происходят практически при одной и той же температуре, то из самого принципа работы тепловой трубы следует высокая изотермичность по всей ее длине. Ничтожный температурный перепад при больших тепловых потоках обусловливает высокий коэффициент теплопередачи тепловой трубы. [c.24]

Уже беглый анализ представленных зависимостей позволяет отметить следующие характерные особенности. Как и следовало ожидать, величина перепада темпера-туры в зоне испарения оказывается нечувствительной к углу наклона. Постоянной остается все время и величина падения температуры на цен- гральном участке (порядка 1°С). Сама же абсолютная величина температуры изменяется по длине центрального участка по линейному закону. Наибольшее падение температуры имеет место в зоне конденсации, причем величина этого перепада, начиная приблизительно с угла 40°, оказывается сильно зависящей от наклона. Чем ближе к вертикали стоит труба, тем больше перепад. Именно этим перепадом и обусловливается чувствительность к углу наклона полного перепада температуры на тепловой [c.32]

На основании приведенных экспериментальных данных попробуем более четко обрисовать перспективы использования тепловых труб с точки зрения снижения веса теплопроводов. Воспользуемся для простоты приведенным выше примером. По данным этого примера полный передаваемый тепловой поток составляет около 1 кет при перепаде температуры между концами трубы около 2° С. Вес же самой трубы, по-видимоаду, не превысит 500 г. Если бы требовалось обеспечить такие же условия передачи тепла на расстояние 60 см при использовании сплошного медного теплопровода, то потребовался бы медный брус диаметром около метра и весом в пять с лишним тонн (рис. 53). Выигрыш в весе составил почти десять тысяч раз. Не требуется пояснять, насколько это важно в авиации и космической технике, где непрерывно ведется упорная борьба за каждый килограмм веса. [c.95]

Тепловые трубы с регулированием термического сопротивления. Эффективного регулирования можно достигать за счет изменения перепадов давлений в паре или жидкости, текущей в тепловой трубе [21—27]. Следует указать на различие, которое лежиг в основе регулирования посредством изменения давления в паре или жидкости. Падение давления вследствие дросселирования пара при регулировании теплопереноса тепловой трубы ведет к падению температуры насыщения по длине тепловой трубы, т. е. к увеличению ее термического сопротивления Увели- [c.130]

Экспериментальное исследование распределения температуры по длине в натриевых тепловых трубах. Эксперименталь-пые исследования распределения температуры по длине тепловых труб проводятся, как правило, посредством измерения температуры стенки с помощью пирометра, термовизора или термопар, заделанных на наружной поверхности корпуса тепловой трубы [40—42]. Однако такой метод измерения температуры из-за необходимости учета перепадов температуры в стенке и фитиле часто дает значительные погрешности и не позволяет с достаточной точностью сравнить экспериментально полученное распределение температуры с рассчитанным. Размещение термопар непосредственно в паровом потоке дает значительна большие возможности. В первых экспериментах с натриевыми тепловыми трубами авторы книги исследовали распределение температуры пара по длине трубы, используя неподвижные термопары, размещенные в паровом потоке в тонкостенных гильзах [43]. Затем методика измерения распределения температуры по длине трубы была усовершенствована — использована подвижная микротермопара, также расположенная непосредственно в паровом канале. При этом в зоне возможного перегрева термопары вследствие аэродинамического нагрева были приняты конструкционные меры, чтобы реализовать идею мокрого термометра. Термопара была снабжена специальным капиллярным устройством, которое обеспечивало смачивание ее конденсатом. Конструкция тепловой трубы в целом была выбрана таким образом, чтобы наиболее важные конструкционные параметры соответствовали требованиям проверки расчетной модели и сохранялись неизменными в процессе проведения экспериментов. Тепловая труба была снабжена составным фитилем экранного типа с кольцевым зазором для протока жидкости. Основные геометрические размеры трубы следующие [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...