Тепловая труба

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) F 28 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

40 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 983430 (21) 3463234/24-06 (22) 02.07.82 (46) 15.11.83. Бюл. 1((42 (72) С,И. Опрышко и В.Я. Сасин (71) Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики и Московский . энергетический институт (53) 621.565.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР:

)1(983430, кл. F 28 З 15/00, 1981. (54)(57) 1. ТЕП110ВАЯ ТРУБА по авт. св. У 983430, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью интенсификации, тепло- и массообмена при пиковых нагрузках, каждая перемычка на участке, составляющем 1, 1 — 1,2 длины оны испарения, выполнена с поперечными каналами, соединяющими смежные пазы и имеющими глубину, не.превышающую величину заглубления впадин гофр в пазы,.а площадь поперечного сечения каждого канала равна половине .площади его продольного сечения на поверхности перемычки.

2. Труба по и. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что каналы в перемычках выполнены в виде винтовой нарезки треугольного или трапецеидального профиля с шагом, равным глубине нарезки.

50

Изобретение относится к теплотех-. нике, в частности к тепловым трубам, и предназначено преимущественно для создания высокоэффективных тепловых труб, надежно работающих в условиях пиковых тепловых нагрузок.

По основному авт. св. У 983430 известна тепловая труба, содержащая

° частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и капиллярной структурой в виде артерий, образованных продольными пазами на внутренней поверхности корпуса, разделенными . перемычками и перекрытыми металлической.сеткой, которая выполнена гафрированной, причем впадины гофр введены в пазы на величину Ь 1 - (0,5"

О,g)H, где Н вЂ” глубина паза, с образованием открытых продольных каналов, имеющих поперечное сечение треугольной или трапециевидной Аормы с углом раскрытия oL 20-50 flj.

Недостатком указанной тепловой трубы является ее неустойчивая работа при пиковых тепловых нагрузках, обусловленная нестабильностью гпдродинамики теплоносителя в артериях и частично в.открытых каналах при выходе пара в режиме кипения.

Цель изобретения — интенсификация тепло- и массообмена при пиковых тепловых нагрузках.

Указанная цель достигается тем, что в тепловой трубе, сбдержащей частично заполненный теплоносителем .герМетичный корпус с зонами испарения и конденсации и капиллярной структурой в виде артерий, образованных прододьными пазами ня внутренней поверхности корпуса, рязделенными перемычками и перекрытыми металлической сеткой, которая выполнена гофрированной, причем впадины гоАр введены в пазы на величину h (0,5-0,9)Н, где Н вЂ” глубина паза, с образованием . открытых продольных каналов, имеющих поперечное сечение треугольной или трапециевидной Аормы с углом раскрытия oL = 30-50, каждая перемычо ка на участке, составляющем 1,1 — 1,2 длины зоны испярения, выполнена с поперечными каналами, соединяющими смежные пазы и имеющими глубину, не,. превышающую величину зяглубления впадин гоАр в пазы, а площадь поперечного сечения каждого кяняля ранна- половине площади его,продольного сечения ня поверхпости перемыч5

1О

40 ки, причем каналы в перемычках BH полнены в виде винтовой нарезки треугольного или трапецеидяльного профиля с нагои, равным глубине нарезки.

На фиг. 1 представлена конструкция опытного образна предлагяемой тепловой трубы; на Аиг..2 — узел ня фиг. 1; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2.

Тепловая труба содержит частично заполненный теплоносителем герметичный корпус 1 с зонами испарения 2 и конденсации 3 и капиллярной структурой 4 в виде артерий 5 и продольных каналов 6, образованных продольными пазами 7 на внутренней поверхности

8 корпуса 1, разделенными перемычка- . ми 9 и перекрытыми гофрированной металлической сеткой 10, причем впадины 11 roAp введены в пазы 7.

Перемычки 9 между пазами 7, покрайней иере, ня участке 7 = (1,11,2) F„, где Ри — длина эоны испарени4, снабжены поперечными каналами

12 для выхода пара в паровое пространство. 3а счет теплопроводности материала корпуса тепловой трубы кипение возникает на участие, прилегающем к зоне испарения со стороны зоны конденсации и, чтобы на этом участке не нарупилась гидродинамика теплоносителя, поперечные каналы выполняются иа учястке Р = (1.!—

1,2) Pq. Экспериментально установле-. но, что оптимальная величина Pkl,ltd, поэтому выполнять поперечные каналы 1 на длине Р>1,2Fll технологически не целесообразно. В экспериментальной модели, глубина поперечвых каналов

l2 h

его продольного сечения на поверхнос ти перемычки 9. Температурный перепад между температурой стенки трубы в зоне испарения 2 и температурой пара существенным образом зависит от глубины поперечных каналов 12, так как от этого существенно зависит эффективная теплопроводность капиллярной структуры 4. Поэтому рекомендуется выбирать 11 112. Из условий же оптимальной гидродинамики пара необходимо, чтобы удвоенная пло" щадь поперечного сечения каждого поперечного канала 12 была равна площади его продольного сечения на по верхности перемычки 9, тяк как через

1054660

fl f.

Фи 3

Составитель С. Бугорская

Редактор М. Келемеш Техред Т.Иаточка . Корректор Л. Патай

Заказ 908(745 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Q35 Москва Ж-35 Ра аская иаб. д. 4/5 ь Х L

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поперечное сечение канала !2 к каждой перемычке 9 идет пар из двух соседних артерий 5 и выходит в паровое пространство из него на поверхности перемычки. 5

В одном из конкретных примеров поперечные каналы 12 выполнены в виде винтовой нарезки треугольного или трапециевидного профиля.

Предлагаемая тепловая труба ра- !О ботает следующим образом.

При подводе тепла к зоне испарения 2 теплоноситель испаряется, пары его проходят в зону конденсации 3 и кондеисируются на стенке корпуса 1. lg

Ъруба способна устойчиво работать при подводимых удельных тепловых

-потоках, соответствующих режиму кипения, а также при пульсациях тепловой нагрузки, так как при развитом пузырьковом кипении пузырьки пара перемещаются к вершинам пазов 7 вдоль сетки 10 и далее по каналам 12 выходя! в паровое пространство, не скапливаясь в артериях 5 и не нару- 25 шая гидродинамики теплоносителя, Пример. Тейловая труба содержит частично заполненный теплоносителем (ацетоном) герметичный корI. пус 1918 мм из алюминиевого сплава

ЛД! длиной 0,5 м. На внутренней поверхности 8 корпуса 1 выполнена капиллярная структура 4 в виде системы артерий 5, образованных продоль.ными пазами 7 прямоугольной формы глубиной 0,8 мм, шириной 0,5 мм и с толщиной перемычек 9-0,5 мм) и металлической стекой 10 из проволоки

40 мкм с размером ячейки 56 мкм (материал сетки — нержавеющая сталь), заглубленной в пазы 7 на величину

hg = 0,5 мм. Длина зоны 2 испарения составляет 100 мм. Перемычки 9 между пазами 7 на участке 1-=120 мм снабжены поперечными каналами 12 треугольной формы (резьба треугольная с шагом 0,3 мм) для выхода пара в паровое пространство. Глубина поперечных каналов h l = 0,3 мм. Данная тепловая труба передает максимальные тепловые потоки в 1,3 раза больше, чем.трубапрототип, Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить устойчивую и надежную работу тепловой трубы в условиях повышенных, а также пиковых тепловых нагрузок.