Tepelné trubky a radiátory

Tepelné trubky a radiátory

Typická tepelná trubice se skládá z pláště, sacího jádra a koncového krytu, který vtahuje vnitřek trubky do 1,3 × Po podtlaku (10-1-10-4) Pa naplňte kapilární porézní materiál sání jádro těsně k vnitřní stěně trubky s přiměřeným množstvím pracovní kapaliny a utěsnit. Jeden konec trubky je odpařovací sekce (ohřívací sekce) a druhý konec je kondenzační sekce (chladicí sekce). Mezi těmito dvěma sekcemi může být uspořádán izolační úsek podle potřeb aplikace. Když se jeden konec tepelné trubice zahřeje, kapalina v jádře kapiláry se odpaří a odpaří. Pára proudí k druhému konci pod malým tlakovým rozdílem, uvolňuje teplo a kondenzuje do kapaliny. Kapalina pak proudí zpět do odpařovací sekce podél porézního materiálu pomocí kapilární síly. V tomto cyklu se teplo přenáší z jednoho konce tepelné trubice na druhý. Během procesu přenosu tepla tepelné trubky zahrnují následujících šest vzájemně souvisejících hlavních procesů:

(1) Teplo se ze zdroje tepla přenáší stěnou tepelné trubice a sacím jádrem naplněným pracovní kapalinou na rozhraní (kapalina pára);

(2) Kapalina se odpařuje na rozhraní (kapalina pára) v odpařovací sekci;

(3) Pára uvnitř parní komory proudí z odpařovací sekce do kondenzační sekce;

(4) Pára kondenzuje na rozhraní plyn-kapalina v kondenzační sekci:

(5) Teplo se přenáší z rozhraní (pára kapalina) ke zdroji chladu přes sací jádro, kapalinu a stěnu trubky:

(6) V důsledku kapilárního působení uvnitř sacího jádra proudí zkondenzovaná pracovní kapalina zpět do odpařovací sekce.

Základní charakteristika

Tepelná trubice je prvek pro přenos tepla, který závisí na fázové změně své vnitřní pracovní kapaliny, aby se dosáhlo přenosu tepla, a má následující základní vlastnosti.

1. Velmi vysoká tepelná vodivost

Vnitřní tepelná trubice se spoléhá hlavně na přenos tepla pracovní kapaliny s fázovou změnou plyn-kapalina s nízkým tepelným odporem, a proto má vysokou tepelnou vodivost. Ve srovnání s kovy, jako je stříbro, měď a hliník, mohou tepelné trubice s jednotkovou hmotností přenášet o několik řádů více tepla. Vysoká tepelná vodivost je samozřejmě také relativní, protože teplotní rozdíly vždy existují a nemohou porušit druhý termodynamický zákon. Kromě toho je kapacita přenosu tepla tepelných trubic omezena různými faktory a existují určité limity přenosu tepla; Axiální tepelná vodivost tepelných trubic je silná a v radiálním směru nedochází k velkému zlepšení (s výjimkou radiálních tepelných trubic).

2. Vynikající izotermické vlastnosti

Pára ve vnitřní dutině tepelné trubice je v nasyceném stavu a tlak nasycené páry je určen teplotou nasycení. Pokles tlaku způsobený nasycenou párou proudící z odpařovací sekce do kondenzační sekce je velmi malý. Podle termodynamických rovnic je teplotní spád také velmi malý, takže heat pipe má výborné izotermické vlastnosti.

3. Proměnlivost tepelného toku

Tepelné trubky mohou nezávisle měnit výhřevnou plochu výparných nebo chladicích sekcí, to znamená přivádět teplo s menší výhřevnou plochou a výstupní teplo při větší chladicí ploše. Alternativně mohou tepelné trubice přivádět teplo s větší teplosměnnou plochou a odvádět teplo s menší chladicí plochou, což může měnit hustotu tepelného toku a řešit některé problémy s přenosem tepla, které se obtížně řeší jinými metodami.

4. Reverzibilita směru tepelného toku

Vodorovně umístěná tepelná trubice jádra, díky své vnitřní cirkulující síle, která je kapilární silou, může sloužit jako odpařovací sekce, když je ohřátá na jednom konci, a kondenzační sekce, když druhý konec odvádí teplo ven. Tato funkce může být použita pro teplotní zploštění kosmických lodí a umělých satelitů ve vesmíru, stejně jako pro chemické reaktory a další zařízení, která nejprve uvolňují teplo a poté teplo absorbují.

www.superbheater.com