Cтраница 2
Ниями Язе порядка 1 - 10, причем в расчет следует соответственно вводить сопротивление изоляции, а также по мере необходимости и тепловое сопротивление проволочного витка ( слоевая обмотка) [ ср. Резюмируя, можно установить, что в случае катушек обычной трубчатой конструкции заметный осевой тепловой поток проявляется только вблизи от нижней и верхней торцовых поверхностей, причем в самых нижних участках обмотки осевой тепловой поток может достигать больших значений, так как в этом месте кривая распределения температур вдоль оси № 11 IK) - ] всегда имеет большую кривизну ( ср. Измерения температур в случае обмоток с каналами всегда обнаруживают близкую к прямолинейной форму кривой осевого распределения температуры, если отвлечься от верхнего и нижнего краев кривой ( рис. 83), из чего можно сделать вывод, что в случае охлаждения с применением каналов осевые тепловые потоки проявляются в еще меньшей мере, чем в случае катушек с открытыми поверхностями. [16]
В настоящее время теория тепловой трубы разработана, главным образом, Коттером [1-14], также сотрудником Лос-Аламосской лаборатории. Исследования в лабораториях Соединенных штатов и в Испре велись настолько активно, что в своем критическом обзоре теории и приложения тепловых труб в 1968 г. Чунг смог процитировать более 80 статей по всем аспектам работ над тепловыми трубами. Были сконструированы тепловые трубы, способные передавать осевые тепловые потоки до 7 кВт / см2, и планировалось более чем вдвое увеличить этот параметр. [17]
Ниями Язе порядка 1 - 10, причем в расчет следует соответственно вводить сопротивление изоляции, а также по мере необходимости и тепловое сопротивление проволочного витка ( слоевая обмотка) [ ср. Резюмируя, можно установить, что в случае катушек обычной трубчатой конструкции заметный осевой тепловой поток проявляется только вблизи от нижней и верхней торцовых поверхностей, причем в самых нижних участках обмотки осевой тепловой поток может достигать больших значений, так как в этом месте кривая распределения температур вдоль оси № 11 IK) - ] всегда имеет большую кривизну ( ср. Измерения температур в случае обмоток с каналами всегда обнаруживают близкую к прямолинейной форму кривой осевого распределения температуры, если отвлечься от верхнего и нижнего краев кривой ( рис. 83), из чего можно сделать вывод, что в случае охлаждения с применением каналов осевые тепловые потоки проявляются в еще меньшей мере, чем в случае катушек с открытыми поверхностями. [18]
Известны конструкции, в которых для прокачки воздуха через межреберное пространство используют эжектор, установленный на выходящем из камеры разделения нагретом потоке. По нашему мнению, полученные результаты далеки от предельно возможных при рассматриваемом способе охлаждения. В известных конструкциях не найдено такого сочетания. Напомним, что на начальном участке камеры температура стенок близка к температуре окружающего воздуха, поэтому оребрение на начальном участке приводит к неоправданному увеличению гидравлического сопротивления каналов, уменьшению производительности эжектора и, в конечном итоге, к уменьшению теплового потока от стенок к охлаждающему воздуху. Некоторые из известных конструкций были реализованы при диаметре камеры Do20 мм. При уменьшении диаметра возрастает относительный осевой тепловой поток по стенкам камеры, направленный от дросселя к сопловому сечению. [19]
Основным механизмом передачи тепла в испарителе и конденсаторе тепловой трубы является теплопроводность с испарением и конденсацией. Теории теплопроводности с испарением и конденсацией были описаны в предыдущей главе. Прохождение тепла через насыщенный жидкостью фитиль сопровождается возникновением радиального градиента температур в жидкости. В зоне испарения температура жидкости на границе раздела труба - фитиль больше, чем температура жидкости на границе раздела фитиль - пар на величину, зависящую не только от свойств жидкости и фитиля, но и от плотности теплового потока. В двухфазной системе давление жидкости в испарителе равно давлению насыщения при температуре межфазной границы жидкость - пар минус капиллярное давление на межфазной границе. Из этого сле-дет, что давление насыщения пара при температуре границы раздела фитиль - труба превышает давление жидкости в этой же точке. Так как разность давлений возрастает с увеличением радиального теплового потока, в испарителе тепловой трубы и в фитиле испарителя может начаться образование паровых пузырьков. Образование в структуре фитиля паровых пузырьков является нежелательным, потому что они могут привести к возникновению перегретых участков и препятствовать циркуляции жидкости. Таким образом, существует ограничение теплового потока, связанное с парообразованием в тепловой трубе, и это ограничение названо ограничением по кипению. Существует разница между ограничением по кипению и другими ограничениями. А именно, ограничение по кипению накладывается на плотность радиального теплового потока, в то время как остальные ограничения - на осевой тепловой поток. Тем не менее, если геометрия испарителя и поверхностное распределение теплового потока в испарителе постоянны, то плотность радиального потока прямо пропорциональна осевому тепловому потоку. Кроме того, следует отметить, что образование паровых пузырьков ограничено только зоной испарения тепловой трубы, так как жидкость в конденсаторе переохлаждена до температуры меньшей, чем температура насыщения, соответствующая давлению жидкости в данной точке. Поэтому для зоны конденсации на плотность радиального теплового потока не накладывается никаких ограничений. Анализ ограничений по кипению затрагивает теорию пузырькового кипения. Пузырьковое кипение включает два независимых процесса: 1) формирование пузырьков ( зародышеобразование); 2) последующий рост ( и движение пузырьков. Представим себе сферический паровой пузырь вблизи границы раздела труба - фитиль. [20]
Основным механизмом передачи тепла в испарителе и конденсаторе тепловой трубы является теплопроводность с испарением и конденсацией. Теории теплопроводности с испарением и конденсацией были описаны в предыдущей главе. Прохождение тепла через насыщенный жидкостью фитиль сопровождается возникновением радиального градиента температур в жидкости. В зоне испарения температура жидкости на границе раздела труба - фитиль больше, чем температура жидкости на границе раздела фитиль - пар на величину, зависящую не только от свойств жидкости и фитиля, но и от плотности теплового потока. В двухфазной системе давление жидкости в испарителе равно давлению насыщения при температуре межфазной границы жидкость - пар минус капиллярное давление на межфазной границе. Из этого сле-дет, что давление насыщения пара при температуре границы раздела фитиль - труба превышает давление жидкости в этой же точке. Так как разность давлений возрастает с увеличением радиального теплового потока, в испарителе тепловой трубы и в фитиле испарителя может начаться образование паровых пузырьков. Образование в структуре фитиля паровых пузырьков является нежелательным, потому что они могут привести к возникновению перегретых участков и препятствовать циркуляции жидкости. Таким образом, существует ограничение теплового потока, связанное с парообразованием в тепловой трубе, и это ограничение названо ограничением по кипению. Существует разница между ограничением по кипению и другими ограничениями. А именно, ограничение по кипению накладывается на плотность радиального теплового потока, в то время как остальные ограничения - на осевой тепловой поток. Тем не менее, если геометрия испарителя и поверхностное распределение теплового потока в испарителе постоянны, то плотность радиального потока прямо пропорциональна осевому тепловому потоку. Кроме того, следует отметить, что образование паровых пузырьков ограничено только зоной испарения тепловой трубы, так как жидкость в конденсаторе переохлаждена до температуры меньшей, чем температура насыщения, соответствующая давлению жидкости в данной точке. Поэтому для зоны конденсации на плотность радиального теплового потока не накладывается никаких ограничений. Анализ ограничений по кипению затрагивает теорию пузырькового кипения. Пузырьковое кипение включает два независимых процесса: 1) формирование пузырьков ( зародышеобразование); 2) последующий рост ( и движение пузырьков. Представим себе сферический паровой пузырь вблизи границы раздела труба - фитиль. [21]