Запуск - тепловая труба
Cтраница 1
Запуск тепловой трубы с неконденсирующимся газом можно успешно производить даже тогда, когда конденсатор и тепловой сток имеют хороший тепловой контакт и термическое сопротивление между ними мало. [1]
На рис. 4.3 схематично показан процесс неудачного запуска тепловой трубы, когда давление паров теплоносителя при температуре стока тепла и термическое сопротивление на поверхности конденсатора очень малы. Вследствие малого термического сопротивления на границе конденсатора увеличение во времени тепловой нагрузки не вызывает повышения температуры ( и соответственно роста давления и плотности) пара в конденсаторе. В результате низкой плотности пара на выходе из испарителя возникает звуковой, поток, а в конденсаторе - сверхзвуковой поток и скачок уплотнения. С увеличением тепловой нагрузки паровой поток, имеющий высокие скорости, в конечном счете вытягивает жидкость из структуры фитиля, что приводит к осушению испарителя и его перегреву. [3]
Остановившись на той или иной рабочей жидкости, необходимо проанализировать условия запуска тепловой трубы. В момент начала нагрева зоны испарения остальная часть трубы практически холодная. Так или иначе, испаритель постепенно осушается и тепловая труба выходит из строя, не начав функционировать. [4]
Но было исследовано влияние рода рабочей жидкости, 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 темпе-ратур, 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. [5]
Но было исследовано влияние рода рабочей жидкости, 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 темпе-ратур, 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. [6]
Тепловые трубы с каналами, покрытыми сетками, обычно ведут себя нормально во время запуска, если только подвод теплоты не осуществляется слишком интенсивно. Кемме обнаружил, что запуск тепловых труб с открытыми каналами оказывается сложным процессом. Были зафиксированы очень большие градиенты температуры, и изотермическое состояние достигалось довольно специфическим образом. [7]
Был сделан вывод, что использование электроосмотического принципа перекачки жидкости в тепловых трубах может существенно улучшить их характеристики, особенно в тех случаях, когда максимальная теплопередающая способность трубы ограничивается способностью фитиля к передаче жидкости, как это имеет место при работе против силы тяжести. Этот принцип может также использоваться для облегчения запуска тепловых труб и улучшения переходных процессов. Главная трудность заключается в подборе фитилей и рабочих жидкостей с высоким электрическим сопротивлением. [8]
Обычно им в расчетах пренебрегают. Однако оно может играть существенную роль при расчетах процесса запуска газорегулируемых тепловых труб. [9]
Газы с высокими коэффициентами диффузии менее желательны, поскольку их применение ведет к снижению максимальной теплопередающей способности тепловой трубы из-за уменьшения локальной температуры конденсатора. Необходимо отметить, что коэффициент диффузии обратно пропорционален плотности. Поэтому при низких рабочих температурах, особенно в процессе запуска тепловой трубы, диффузионная область может быть очень протяженной и играть большую роль. Это обстоятельство важно учитывать при любом анализе переходных характеристик. [10]
Двигаясь дальше по температурной шкале, мы приходим к жидким металлам. Для диапазона 500 - 950 К очень хороша ртуть, которая обладает подходящими термодинамическими свойствами. Она находится в жидком состоянии при комнатной температуре, что упрощает ее перегрузку, а также заполнение и запуск тепловой трубы. [11]
Несколько новым ограничением, которое совершенно не учитывалось выше, является предельно допустимая величина скорости движения - пара в паровом канале тепловой трубы, так называемый звуковой предел. При увеличении подводимого теплового потока и росте интенсивности теплопередачи все более возрастает скорость движения пара. При достижении скорости, равной скорости звука, может произойти закупорка течения на выходе из зоны испарения. Это явление может быть особенно существенным в момент запуска тепловой трубы. [12]
Страницы: 1