Przewody ciepła - funkcje i zakres

Aby uzyskać najbardziej efektywny transfer energii z chłodziwa do konsumenta, stosuje się rury grzewcze. Pozwalają one na transport różnych rodzajów chłodziwa przy najniższej stracie temperatury. W tym artykule przyjrzymy się bliżej cechom tych urządzeń i ich obszarowi zastosowania.

Cechy rury cieplnej

Zasada działania

Zasada działania rur grzewczych polega na tym, że następuje transfer energii w wyniku parowania i dalszej kondensacji cieczy. Aby zrozumieć, jak to się dzieje w praktyce, trzeba sobie wyobrazić zamknięty pojemnik wykonany z metalu o dobrej przewodności cieplnej i wypełniony wodą.

Procesy wymiany ciepła w nim są następujące:

• Podczas podgrzewania jednej części zbiornika woda w nim zamienia się w parę.
• Opuszczając ciecz, para wodna opada na ochłodzoną powierzchnię, w wyniku czego para ponownie przechodzi w stan ciekły i spływa z powrotem do pierwotnego miejsca.. W tym przypadku duża ilość energii cieplnej jest odprowadzana przez ścianki metalowego zbiornika.
• Ochłodzoną wodę ponownie ogrzewa się i proces się powtarza..

Ten projekt nazywa się termosyfonem. Chociaż nie jest to heat pipe, zasada działania jest taka sama.

Zwróć uwagę! Termosyfon może działać tak, jak powinien, tylko jeśli jego strefa kondensacji znajduje się powyżej strefy parowania. Zapewnia to powrót kondensatu do miejsca ogrzewania.

Grover Heat Pipe

Najprostszy projekt rury cieplnej jest następujący:

Powyższe urządzenie nazywa się rurą cieplną Grover. Ten naukowiec w 1963 roku udoskonalił konstrukcję termosyfonu, w którym ciecz płynęła grawitacyjnie. W rurze grzewczej Grover'a płyn przesuwa się w sposób kapilarny.

Aby ten system działał, do płynu roboczego podawane są następujące wymagania:

• Punkt przejścia ciecz-para musi znajdować się w zakresie temperatur, w którym działa urządzenie.
• Ciecz nie powinna ulegać rozkładowi termicznemu.
• Materiał knota i korpus rury powinny być zwilżone cieczą.

Różne płyny mogą być używane jako ciecze robocze w fazie ciekłej:

• Amoniak;
• Skroplony hel;
• Aceton;
• Woda;
• Rtęć;
• Srebro;
• Sód.

Co do knota, to, jak wspomniano powyżej, ten element zapewnia ruch płynu pod działaniem sił kapilarnych. Głównym wymaganiem dla tego materiału - zapewnienie jednolitego ruchu płynu roboczego przez naczynia włosowate.

Najczęściej używany jako knot:

• Siatka metalowa;
• Filce metalowe;
• Metalowe stosy;
• Skośne tkaniny tkackie itp.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że to urządzenie jest dość proste, jednak jego obliczenia techniczne mogą wykonywać tylko specjaliści. Faktem jest, że do skutecznej pracy należy wybrać odpowiedni materiał, jego wydajność i wielkość. W związku z tym jest mało prawdopodobne, aby można było wykonać rury grzewcze własnymi rękami, ale syfon termiczny można wykonać niezależnie.

Transfer energii cieplnej w takich urządzeniach można wykonać na kilka sposobów:

• Używanie otwartego ognia;
• W bezpośrednim kontakcie z ogrzewaną substancją;
• Prąd elektryczny;
• Promieniowanie podczerwone.

Zwróć uwagę! Jedyną wartością ograniczającą pojemność cieplną urządzenia jest opór cieplny jego korpusu.

Muszę powiedzieć, że funkcje rur ciepła Grover są dość zróżnicowane, ale ich głównym zadaniem jest przekazywanie energii cieplnej z jednej części rury do drugiej. Jeśli chodzi o temperaturę środowiska pracy, instrukcje ich użycia pozwalają na zakres od zera stopni Celsjusza do tysięcy stopni.

Wyprofilowane rury grzewcze

Wraz z rozwojem technologii ulepszono rury grzewcze Grover - specjalne rury konturowe zastąpiły knot.

Zaletą tego projektu jest:

• Niezawodność w pracy;
• Prostota;
• Wyższy poziom wymiany ciepła;
• Dobra adaptacja do różnych warunków pracy;
• Trwałość;
• Charakterystyka wydajności jest zachowywana w dowolnym położeniu przestrzennym, dzięki czemu taka rura cieplna jest instalowana własnymi rękami bez żadnych trudności.

W rzeczywistości, kontury są tymi samymi kapilarami, ale mają duże rozmiary. Ze względu na ich właściwości dotyczące wymiany ciepła, rury są nadprzewodnikami energii cieplnej.

Zakres nowoczesnych rur grzewczych

Zakres zastosowania rur grzewczych jest dość szeroki:

• Przenoszenie ciepła przy minimalnych kosztach do różnych obiektów i budynków.
• Wiele systemów chłodzenia, w tym lodówki, wykonano na bazie rur grzewczych.
• W komputerach PC często stosuje się odprowadzanie ciepła w różnych urządzeniach mikroelektronicznych, w szczególności w przewodach ciepłowniczych.
• Medycyna
• Przemysł kosmiczny.
• Kompletny zestaw termostatów i innych podobnych urządzeń.
• Budowa w warunkach wiecznej zmarzliny.
• W rolnictwie, zapewniając jednocześnie ciepło szklarni itp.
• To urządzenie jest wymaganą częścią przełączników termicznych i diod.
• Można go również wykorzystać do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych.

Muszę powiedzieć, że cechy nowoczesnych rur cieplnych są imponujące:

Tutaj, być może, wszystkie główne punkty, które można krótko omówić na temat rur cieplnych. (Zobacz także artykuł Dystrybucja rur grzewczych: cechy.)

Wniosek

Z filmu w tym artykule możesz uzyskać więcej informacji na ten temat. Zauważamy również, że rury cieplne są szeroko stosowane w nowoczesnych systemach produkcyjnych, grzewczych i wielu innych branżach. Wynika to z cech konstrukcyjnych produktów zapewniających wydajny transport płynów roboczych o wysokiej wydajności.