Тепловая труба Советский патент 1985 года по МПК F28D15/04 

Изобретение относится к теплотех нике, в частности к теплопередающнм устройствам, входящим в системы охлаждения тепловьщеляющих приборов Известна тепловая труба, содержа щая соединенные трубопроводами испа ритель, имеющий внутри капиллярнопористую насадку и конденсатор CllНедостатком данной конструкции является низкий уровень теплообмена в зоне испаре1шя Известна также тепловак труба, содержащая соединенные посредством паро- и конденсатопроводов конденсатор и испаритель, снабженный внут ренним оребрением, служанки капилля ной структурой и контактирующим по всей длине с установленной в испари теле капиллярно-пористой насадкой, выполненной в виде цихшндра 2. Недостатками данной трубы явля тся низкая надежность из-за возмолс иого переськаш-ш капиллярной структуры при увеличении теплового потока и ьмзкий уровень теплой ере дающей .способности. Это связано с тем что технологически невозможно выполнить капиллярную канавку, в ко торой м 1Ш-хмальньй радиус кривизны мениска жидкости имеет величину меньше 0,025 мм, что при больпмх плотностях теплового потока (более 2 Вт/см) приводит к осушеншо капил лярной канавки из-за наступлвЕ-мя гидродинамической границы теплопереноса, так как кривизна мениска жзадкости создает перепад капиллярного давлеш1я, мекышй потерь давлекня на трение при движении жид кости в капиллярном канале. Так для капиллярной канавки с размерами 0,025 х 1 мм, длиной 100 мм и при скорости движения жидкости 10 м/с величина потерь давления только на трение составляет 10 Па при капиллярном напоре, создаваемом минимально возможньм ме ниском ясидкости в капилляр ном канале порядка 10 Па, испаритель с такими капиллярными кававками ие работоспособен. Для того, чтобы испаритель с рас смотренными геометрическими размера .ми и плотностью теплового потока функционировал,, необходимо уменьшит на порядок длину капиллярных канавок, что приводит к уменьшению его теплопередающей способности. Цель изобретения - повышение надежности и теплопередающей способности. Указанная цель достигается тем, что в тепловой трубе, содержащей соединенные посредством паро- и конденсатопроводов конденсатор и испаритель, снабженньй внутренним оребрением, служащим капиллярной структурой и контактирующим по всей длине с установленной в испарителе капиллярно-пористой насадкой, выполненной в виде цилиндра, последний выполнен из сетки и с обоих торцов заглушен с образованием центральной паровой полости посредством дисков из спеченного капиллярно-пористого материала с пористостью, меньшей пористости сетки, контактирующих с боковой поверхностью испарителя, при этом диск, расположенный со стороны паропровода, имеет центральное отверстие. На фиг. 1 представлена предлагаемая тепловая труба; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Тепловая труба содержит соединенные посредством паро- и конденсатопроводов 1 я 2 конденсатор 3 и испаритель 4, снабженньй внутренним оребрением 5, служащим капиллярной структурой. При этом оребрение 5 по всей дякне контактирует с установленным в испарителе 4 цилиндром 6, выполненным из сетки и заглушенным с обоих торцов с образованием центральной паровой полости 7 посредством дисков 8 и 9 из спеченного капиллярно-пористого материала с пористостью, меньшей пористости сетки. Диск 9, расположенньй со стороны паропровода 1, имеет центральное отверстие 10. Тепловая труба работает следующим образом. Пар, генерируемьгй в капиллярной структуре испарителя 4 и диске 9, поступает в центральную паровую полость 7 и через отверстие 10 и паропровод 1 - в конденсатор 3, откуда образовавшийся конденсат по кондексатопроводу 2 вновь поступает в верхнюю часть испарителя 4 и, проходя через диск 8, распределяется в каналах капиллярной структуры.При зтом диск 8 служит запирающим слоем, препятствующим движению пара в верхнюю часть испарителя,.и одновременна выполняет роль транспортного канала

J

для подвода, конденсата к торцу продольных каналов капиллярной структуры, а диск 9, выполненный из спеченного капилля11но-пористого материала, увеличивает капиллярный напор в испарителе, предотвра1цая пересыхание капиллярно-пористой структуры и позволяя повысить величину передаваемого теплового потока.

Так, например, выполнение диска, расположенного со стороны паропровода, из спеченного металлического (титанового, алюминиевого, никелевого и др.) или керамического порошка с размерами пор, равными, например, 0,0015 мм, при наличии металлической сетки на внутреннем оребрении испарителя позволяет создать перепад капиллярного давления не менее 510 Па и компенсировать потери

794

давления) равные 101- Па, обеспечивая гарантированный транспорт жидкости по каналам капиллярной структуры, что приводит к повыиению надежности и теплопередающей способности тепловой трубы при больвмх плотностях теплового потока (более 5 Вт/см) или увеличению длины зоны испарения, определяемой длиной капиллярных каналов, до 100 мм с сохранением величины передаваемого теплового потока. Покрытие же внутреннего оребрения металлической сеткой, имемцей размер пор на просвет не более 0,020 мм и

толщину 0,050 мм, приводит к повышению надежности вследствие уменьшения уноса жидкости паров и увеличению поверхности теплообмена, а следовательно, и к увеличению теплопередающей

способности тепловой трубы.

ТЕПЛОВАЯ ТРУБА, содержа1 ая соединенные посредством паро- и .конденсатопроводов конденсатор и испаритель, снабженный внутренним оребрением, служащим капиллярной структурой и контактирующим по всей длине с установленной в испарителе капиллярно-пористой насадкой, выполнение в виде циливдра, отличающаяся тем, что, с целью повьппеиия надежности и теплопередающей способности, цилиндр выполнен из сетки и с обоих торцов заглушен с образованием центральной паровой полости посредством дисков из спеченного капиллярно-пористого материала с пористостью, меньшей п ч истости сетки, контактирующих с боковой поверхностью испарителя, при зтом диск, расположенный со стороны паропровода, имеет § центральное отверстие. ся со 4 00 со