Область применения – и тепловые трубы особенности

Для наиболее действенной энергопередачи от теплоносителя к потребителю используют тепловые трубы. Они разрешают транспортировать различные виды теплоносителя с мельчайшими утратами температуры. В данной статье мы подробней рассмотрим изюминке этих устройств и область их применения.

Тепловая трубка

Особенности тепловой трубы

Принцип действия

Принцип действия тепловых труб пребывает в том, что энергопередача является следствием дальнейшей конденсации и испарения жидкости. Чтобы выяснить, как это происходит на практике, нужно представить замкнутую емкость, выполненную из металла с хорошей теплопроводностью и заполненную некоторым числом воды.

Процессы теплопередачи выглядят в ней следующим образом:

  • При нагреве одной части емкости, вода в ней превратится в пар.
  • Покидая жидкость, водяные пары попадают на охлажденную поверхность, в следствии чего пар снова переходит в жидкое состояние и стекает на прошлое место. Наряду с этим много тепловой энергии отводится через стены железного резервуара.
  • Остывшая вода снова нагревается и процесс повторяется.

Такая конструкция именуется термосифоном. Она хоть и не есть тепловой трубкой, но, принцип работы тот же.

Обратите внимание! Термосифон может работать как положено лишь в том случае, если его территория конденсации расположена выше территории испарения. Это снабжает возвращение конденсата на место нагрева.

Конструкция термосифона

Тепловая труба Гровера

Несложная конструкция тепловой трубы выглядит следующим образом:

Корпус В обязательном порядке должен быть выполнен из материала, который прекрасно проводит тепло. Помимо этого, серьёзным требованием к корпусу есть его прочность, дабы он имел возможность обеспечить надежную герметичность.В качестве материала для него в большинстве случаев применяют всевозможные сплавы разных металлов, и керамику либо стекло для труб. От типа корпуса может зависеть цена изделия.
Рабочая среда Представляет собой жидкое вещество (теплоноситель), талантливое при рабочей температуре переходить в газообразное состояние.
Фитиль Жёсткий материал с порами, через каковые жидкость по капиллярам перемещается из одной части трубы в другую.

Вышеописанное устройство именуют тепловой трубой Гровера. Данный ученый в 1963 году усовершенствовал конструкцию термосифона, в которой жидкость стекала самотеком. В тепловой трубе Гровера жидкость перемещается капиллярным методом.

Конструкция тепловой трубки Гровера

Дабы эта система функционировала, к рабочей жидкости выдвигаются следующие требования:

  • Точка перехода «жидкость-пар» обязана пребывать в диапазоне температур, в котором работает устройство.
  • Жидкость не должна подвергаться температурному разложению.
  • корпус трубы и Материал фитиля должны смачиваться жидкостью.

В качестве рабочих жидкостей смогут использоваться разные вещества в жидкой фазе:

  • Аммиак;
  • Сжиженный гелий;
  • Ацетон;
  • Вода;
  • Ртуть;
  • Серебро;
  • Натрий.

Что касается фитиля, то, как уже было сообщено выше, этот элемент снабжает перемещение жидкости под действием капиллярных сил. Главное требование к этому материалу – обеспечение равномерного перемещения рабочей жидкости по капиллярам.

На фото – тепловая трубка Гровера в разрезе

Значительно чаще в качестве фитиля используют:

  • Железные сетки;
  • Железные войлоки;
  • Железные стеки;
  • Ткани саржевого плетения и пр.

На первый взгляд может показаться, что данное устройство достаточно простое, но, его технический расчет смогут выполнить лишь эксперты. Дело в том, что для действенной его работы нужно верно подобрать материал, его размеры и рабочие характеристики. Исходя из этого выполнить тепловые трубки своими руками вряд ли окажется, а вот тепловой сифон возможно сделать и самостоятельно.

Теплопередача в таких устройствах может осуществляться несколькими методами:

  • При помощи открытого огня;
  • При ярком контакте с нагретым веществом;
  • Электрическим током;
  • Инфракрасным излучением.

Обратите внимание! Единственной величиной, лимитирующей тепловую мощность устройства, есть тепловая стойкость его корпуса.

Нужно заявить, что функции тепловых трубок Гровера достаточно разнообразны, но основной их задачей есть теплопередача из одной части трубы в другую. Что касается температуры рабочей среды, то инструкция по их применению допускает диапазон от нуля градусов по шкале Цельсия до тысяч градусов.

Схема устройства контурной трубы

Контурные тепловые трубки

С развитием разработок, тепловые трубы Гровера были усовершенствованы – на смену фитилю пришли особые контурные трубки.

Преимуществом таковой конструкции есть:

  • Надежность в работе;
  • Простота;
  • Более большой уровень передачи тепла;
  • Хорошая адаптация к различным условиям эксплуатации;
  • Долговечность;
  • Рабочие чёрта сохраняются при любом пространственном положении, благодаря чему устанавливается такая тепловая труба своими руками без каких-либо сложностей.

По сути, контуры являются такими же капиллярами, но владеют громадными размерами. В следствии их качеств относительно передачи тепла, трубки являются сверхпроводниками тепловой энергии.

Тепловые трубки в системе охлаждения ПК

Область применения современных тепловых труб

Сфера применения тепловых труб достаточно широка:

  • Теплопередача с минимальными затратами зданиям и различным объектам.
  • На базе тепловых трубок выполнены многие системы охлаждения, а также и холодильники.
  • Отвод тепла в разных устройствах микроэлектроники, например, тепловые трубы обычно используются в ПК.
  • Медицина.
  • Космическая индустрия.
  • Комплектация термостатов и других подобных по назначению устройств.
  • Строительство в условиях вечной мерзлоты.
  • В сельском хозяйстве, при обеспечении теплом парников и т.д.
  • Данное устройство есть необходимой подробностью тепловых диодов и выключателей.
  • Кроме этого может употребляться тепловая труба для отопления жилых и производственных помещений.
Применение тепловых трубок в энергетике

Нужно заявить, что характеристики современных тепловых труб достаточно впечатляющие:

Диапазон температур работы От 4 до 2300 К
Мощность передачи тепла До 20 кВт на квадратный сантиметр
Ресурс работы Более 20 тысяч часов.

Вот, пожалуй, все главные моменты, каковые возможно кратко поведать о тепловых трубах. (См. кроме этого статью Разводка труб отопления: изюминки.)

Вывод

Из видео в данной статье возможно взять дополнительную данные по данной теме. Кроме этого напомним, что тепловые трубы стали широко распространены в современном производстве, системах отопления и многих других отраслях. Это связано с конструктивными изюминками изделий, каковые снабжают действенную транспортировку рабочих жидкостей, с высоким коэффициентом нужного действия.

Добавить комментарий