Тепловой диод
Cтраница 2
 |
Расчетные характеристи. [16] |
Большое значение для практики имеют автономные теплопередающие устройства, позволяющие передавать тепло только в одном направлении. Развитие тепловых диодов идет по пути использования в них избытка теплоносителя. [17]
Принцип теплового диода может быть осуществлен также при организации неоднородной смачиваемости фитиля в зонах испарения и конденсации. [18]
 |
Схема солнечной установки, вырабатывающей электрическую энергию, в которой используются тепловые трубы, расположенные по фокальным осям параболических рефлекторов. [19] |
Пластинчатый солнечный коллектор, в котором использованы тепловые трубы, обладает существенным преимуществом - в нем устранена необходимость циркуляции жидкости между пластинами по всей площади солнечного коллектора. Помимо этого тепловые трубы могут работать как тепловые диоды, предотвращая потери тепла от аккумулирующей жидкости в атмосферу, когда температура пластины коллектора ниже температуры аккумулирующей жидкости. Во избежание замерзания системы в качестве теплоносителя может быть использован аммиак. [20]
 |
Тепловые трубы пассивного управления. [21] |
Такая ТТ выполняет функцию стабилизации температуры и используется как термостат для различных целей. Функция термостабилизации в ней осуществляется за счет сжатия газа в дополнительном резервуаре. Следует отметить, что газорегулируемые ТТ могут выполнять также функцию теплового диода. [22]
Перечисленные выше конструкции пассивного управления основаны на ТТ с капиллярной структурой. Так, классический термосифон [29] рис. 13, н) обладает функцией теплового диода. Функция теплового диода здесь осуществляется за счет того, что капиллярная структура имеется только на части поверхности ТТ. Определенные возможности по управлению имеются у тепловых труб, работающих при переменном поле массовых сил. [23]
Перечисленные выше конструкции пассивного управления основаны на ТТ с капиллярной структурой. Так, классический термосифон [29] рис. 13, н) обладает функцией теплового диода. Функция теплового диода здесь осуществляется за счет того, что капиллярная структура имеется только на части поверхности ТТ. Определенные возможности по управлению имеются у тепловых труб, работающих при переменном поле массовых сил. [24]
Замерзание слоя грунта или замерзание грунта вокруг свай могут вызвать различные вертикальные перемещения свай, поддерживающих конструкцию, и буквально разорвать ее. И, наоборот, сваи или другие элементы фундамента, помещенные в слой почвы, под которой расположена вечная мерзлота, могут иметь различную осадку, в результате чего конструкция может прийти в состояние, при котором дальнейшая эксплуатация станет невозможной. Для защиты вечной мерзлоты были разработаны тепловые сваи с внутренними или наружными тепловыми трубами, показанные на рис. 1.24. Работая как тепловой диод, тепловая труба будет помогать замораживать и охлаждать почву зимой на полную глубину, когда температура воздуха ниже температуры погружной части тепловой трубы. Летом тепловая труба не будет действовать, так как существующего капиллярного давления недостаточно для перекачки жидкого теплоносителя против силы тяжести в верхнюю часть тепловой трубы, и, таким образом, вечная мерзлота будет оттаивать только с поверхности. Благодаря сохранению массы почвы вокруг тепловой-трубы в вечно мерзлом состоянии оседание и выпучивание почвы будет уменьшено и осадка конструкции может быть исключена. [25]
Следует упомянуть, что применяются также другие устройства: или системы для утилизации энергии отработавшего воздуха, среди которых тепловые колеса, вращающиеся вокруг систем, и обычные теплообменники. Детальное сравнение различных систем, работающих в самых разнообразных условиях, не входит в задачу данной книги, которая посвящена в основном системам с тепловыми трубами. Однако инженер, занимающийся тепловыми трубами, может многое почерпнуть, изучая существующие устройства и системы. Например, в настоящее время существуют тепловые колеса, которые могут переносить не только теплоту нагрева теплоносителя ( энтальпию), но и скрытую теплоту парообразования. Хотя теплообменник на тепловых трубах имеет такие преимущества, как исключение загрязнения свежего воздуха, способность работать как тепловой диод, он еще не обладает способностью переносить скрытую теплоту парообразования в течение летнего сезона. Есть возможность разработать в будущем системы с тепловыми трубами, которые не только сохранят преимущества тепловых труб, но и приобретут преимущества других систем. [26]
Для обеспечения однонаправленной работы трубы ( режим теплового диода) необходимо ввести некоторую асимметрию в процессы перетекания рабочей жидкости. Для функционирования трубы в качестве выключателя один из этих процессов должен быть полностью прерван, что может быть достигнуто, например, замораживанием рабочей жидкости, отсосом жидкости, осушением фитиля, перекрытием парового потока или экранированием конденсатора инертным газом. Переменное сопротивление или проводимость обычно достигается экранированием части поверхности конденсатора с помощью инертного газа. Этот процесс может регулироваться вручную изменением давления газа или путем применения большого буферного объема газа, действие которого аналогично поведению чувствительного к изменению температуры электрического резистора, или установкой температурного датчика и контура с активной обратной связью, изменяющий давление инертного газа. Тепловая труба переменной проводимости детально описана в гл. Тепловые диоды и выключатели рассматриваются ниже. [27]
Страницы: 1 2