Тепловая труба переменной проводимости
Большинство теорий тепловых труб переменной проводимостиосновывается на допущении о существовании резкой границы раздела пар — газ иотсутствии диффузии между этими двумя областями. На практике подобнаяситуация не имеет места, и в некоторых конструкциях диффузию следуетучитывать.
Второе, более серьезное, явление, связанное с введением втепловую трубу регулирующего инертного газа, проявляется при проникновениипузырьков газа через рабочую жидкость в фитиль.
Указанные два обстоятельства обсуждаются ниже. 6-8-1.Диффузия на границе раздела пар — газ. Ряд исследователей поставили подсомнение допущение о существовании резкой границы раздела между паром и газомв тепловых трубах, содержащих газ [6-3, 6-17]. Было показано, что в некоторыхгазорегулируемых тепловых трубах диффузионный перенос энергии и массы междупаровым объемом и объемом, занятым неконденсирующимся газом, мог оказыватьзаметное влияние на теплообмен в граничной зоне и на распределениетемпературы вдоль тепловой трубы.
В работах Сомоги и Иена [6-18], а также Роухани и Тьена[6-19] представлен двумерный анализ пограничной зоны между газом и паром. Егоможно использовать для исследования диффузии в этой области. Работы [6-18] и[6-19] показали, что снижение температуры стока приводило к уменьшениюпротяженности пограничной диффузионной зоны, длина которой может составлять3—4 см. Коэффициент диффузии инертного газа оказывает влияние напротяженность диффузионной зоны. Газы с высокими коэффициентами диффузиименее желательны, поскольку их применение ведет к снижению максимальнойтеплопередающей способности тепловой трубы из-за уменьшения локальнойтемпературы конденсатора. Необходимо отметить, что коэффициент диффузииобратно пропорционален плотности. Поэтому при низких рабочих температурах,особенно в процессе запуска тепловой трубы, диффузионная область может бытьочень протяженной и играть большую роль. Это обстоятельство важно учитыватьпри любом анализе переходных характеристик.
6-8-2. Пузырьки газа в артериальных фитилях. Хотя простыетепловые трубы содержат только рабочую жидкость и дегазацией замораживаниемжидкости (см. гл. 4) можно удалить любые растворенные газы, в тепловой трубепеременной проводимости инертный газ всегда присутствует. Если газрастворяется в рабочей жидкости или оказывается в виде пузырьков в артериях,транспортирующих жидкость, то это может отрицательно сказаться на характеристикахтепловой трубы.
Сааски [6-20] выполнил теоретическое и экспериментальноеисследование растворимости газа в артериальных тепловых трубах визотермических условиях. Им проанализировано влияние растворимости икоэффициента диффузии гелия и аргона в аммиаке, фреоне-21 и метиловом спирте.
Одним из существенных параметров, определенных Сааски,было время выхода пузырей из рабочей жидкости (т. е. время, необходимое дляисчезновения пузыря).
Приведенное выше уравнение несправедливо, если давление’неконденсирующегося газа значительно больше 2GI/RO, где аг —поверхностное натяжение рабочей жидкости. Сааски утверждает, что времяисчезновения пузыря газа линейно возрастает с давлением неконденсирующегосягаза при прочих равных параметрах. Он показал, что, если в типичной газорегулируемойтепловой трубе давление гелия примерно равно давлению паров рабочей жидкости— аммиака, то время исчезновения пузырей может составить девять дней. Этоочень большой срок по сравнению с ожидаемой продолжительностью переходногопроцесса в тепловой трубе переменной проводимости. При изменении рабочейжидкости и (или) регулирующего газа времена исчезновения пузырей могут все жеостаться относительно большими.
Имея данные по времени исчезновения сферических пузырей, Сааскиразвил теорию на случай продолговатых пузырей, образование которых наиболеевероятно в артериях. Полученные им результаты приведены в табл. 6-3. В нейпредставлены полунериоды жизни продолговатых пузырей в артериях тепловых трубпеременной проводимости при 20°С (радиус артерии 0,05 см, парциальноедавление неконденсирующегося газа равно давлению паров).
Использованные для получения этих значений расчетныемодели были подтверждены экспериментально. Был сделан вывод, что временаисчезновения столь велики, что восстановление полного заполнения артериитепловой трубы, содержащей газ (см. гл. 3), может быть осуществлено лишь спомощью дополнительных внутренних либо внешних средств по удалениюпоглощенного газа как в процессе запуска тепловой трубы, так и при еестационарной работе.
Коссон с сотрудниками [6-2]! указал на другой фактор,влияющий па работу тепловой трубы переменной проводимости, а именно на изменениедавления в трубе из-за колебаний положения диффузионной зоны. Эти изменениядавления того же порядка, что и капиллярный напор, и они могут вызватьвскипание пара в артерии, сопровождающееся вытеснением из нее жидкости.
Для решения этой задачи, а также проблемы растворенияпузырьков газа осуществлялось переохлаждение жидкости в артерии. С этой цельюжидкость направлялась к стенке конденсатора, где она охлаждалась за счетстока теплоты перед тем, как возвратиться в испаритель. Как показывают результатыСааски, снижение температуры жидкости уменьшает время исчезновенияпузырьков.- Установлено также, что снижение температуры жидкости уменьшаетчувствительность артерии к образованию пара, вызванному описанными вышепульсациями давления.
Таким образом, хотя присутствие инертных газов в тепловыхтрубах переменной проводимости создает определенные проблемы, имеетсядостаточно данных, которые позволяют конструктору свести к минимумунежелательные эффекты.
Наши услуги:
 |
Ремонт квартир, загородных домов, кровля, фундаменты, заборы, ограждения, автономная газификация, частная канализация, отделка фасадов, системы водоснабжения от колодца и скважины, профессиональные современные котельные для частных домов и предприятий. |
 |
Системы: отопления, водоснабжения, канализации. Под ключ. |
 |
Холдинговая компания СпецСтройАльянс |
 |
Прокладка, ремонт и монтаж тепловых сетей, теплотрасс под ключ. Для частных домов и предприятий. |
Вы можете задать свой вопрос при помощи формы обратной связи:
[contact-form-7 id="318" title="Заявка"]Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит.
Россия, Москва, Строительный проезд, 7Ак4