Тепловая труба Советский патент 1992 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам, в которых теплоноситель испаряется и конденсируется, например к тепловым трубам.

Изобретение может применяться в лабораториях, занимающихся изучением тепловых трубок, эффекта СИД, проблемами ррт2, эффектом Телеснина - гравитационным переносом при изотермической окружающей среде. Изобретение может применяться для исследования тепловых труб в сочетании с эффектом СИД, что позволяет расширить область исследования и проверить экспериментально, действительно ли получен вечный двигатель второго рода (ррт2), как по отдельности для эффекта СИД, так и по отдельности для эффекта Телеснина, а также при совместном их действии.

Посяним принятые сокращения.

Эффект СИД - светоиндуцированный дрейф, позволяющий пространственно разделять компоненты газовой смеси (Природа, 1989, № 10, с. 65-72. Ф. X. Гельмуханов, П. Л. Чаповский, А. М. Шалагин Новые эффекты газовой кинетики).

ppm2-perpetuum mobile 2 рода. Вечный двигатель второго рода. Такое обозначение введено В. М, Бродянским.(Вечный двигатель прежде и теперь, Москва, Энергоато- миздат, 1989 г.)

Тепловые трубы широко известны и применяются в различных областях техники, земной и космической. В качестве аналога следует выбрать тепловую трубу с перегородкой, отделяющей зону нагрева от зоны охлаждения, что похоже на наше предложение, где перегородка также отделяет верхнюю часть трубы от нижней. (Патент СШАЗ 414 050 от 1968 г. Heat pipe control apparatus, Fig.1 позиции 23 и 24).

Недостатком аналога является то, что, если это устройство поместить, например, в бассейн с водой, всюду имеющий одинаковую температуру, например 25°С, то никакой циркуляции пара (Vapor Flow) и жидкости (Lianid Flow, Fig. 1) не будет.

В качестве прототипа следует выбрать тепловую трубу, которая ближе всего по технической сущности приближается к нашему предложению.

(Л

С

2

S

ю

vl

Известна тепловая труба, содержащая герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, снабженными капиллярно- пористым наполнителем,пропитанным теплоносителем, и соединенными при помощи паропровода и конденсатопровода, при этом наполнитель выполнен с несквозными каналами и на части длины имеет зазор со стенками корпуса, а конденсатопровод, зона конденсации и паропровод заполнены теплоносителем до уровня, соответствующего размещению наполнителя зоны испарения, который на входе теплоносителя имеет выемку с объемом, превышающим суммарный объем каналов наполнителя зо- ны конденсации и паропровода, заполненного жидким теплоносителем. (СССР, А. С. № 449213, МКЛ F 25 в 19/02, F 28 d 15/00, 1974 г.).

Недостатком прототипа является то, что, если устройство поместить в изотермическую среду, например в бассейн с водой всюду имеющей одинаковую температуру, например, 25°С, то никакого движения теплоносителя, кроме, разумеется, молекуляр- ного, наблюдаться не будет. Устройство, в этом случае, будет находиться в состоянии, так называемой, тепловой смерти.

Целью изобретения является устранение упомянутых недостатков аналога и про- тотипа и разработка устройства, в котором даже, если его поместить в изотермическую среду, например, в бассейн с водой, всюду имеющей одинаковую температуру, например 25°С, циркуляция по контуру рабочей жидкости при фазовых превращениях: жидкость - пар - жидкость не прекратится, при этом в бассейне самопроизвольно изотер- мичность будет нарушена и образуются тепловые потоки, подводящие тепло к верхней, испарительной, части тепловой трубки и отводящие тепло от нижней, конденсационной, части тепловой трубки.

Целью изобретения является также создание устройства, которое позволило бы подробно изучить как проявления эффекта Телеснина, эффекта переноса вниз пара жидкости в гравитационном поле, так и эффекта СИД, преимущественно для преобразования тепла в работу.

Поставленная цель достигается путем заполнения тепловой трубы неконденсирующимся газом, расположения испарительной части устройства выше конденсационной - в гравитационном поле, от- деления верхней части устройства от нижней части пористой перегородкой, проницаемой для рабочей жидкости, но непроницаемой для неконденсирующегося газа, соединения донной части устройства с верхней - обводной - трубой с врезанным счетчиком расхода жидкости. При этом пористая перегородка выполнена хотя бы с одной прорезью для прохода луча лазерного излучателя, установленного у окна, снабженного стеклом, пропускающим лазерные лучи. Для поддержания стабильной температуры в процессе исследования устройство снабжается двумя термостатами, верхняя часть термостатируется независимо от нижней части. Температура в испарительной и конденсационной частях контролируется термометрами с соответствующей записывающей аппаратурой.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема прибора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Краны для заполнения устройства жидкостью и газом, опорные конструкции, записывающие приборы на схемах условно не показаны.Полупроницаемая перегородка 1, выполненная, например, из пористой керамики, отделяет верхнюю камеру 2 от нижней полости 3. Полупроницаемая перегородка 1 герметично закреплена по периметру в корпусе 4, выполненном в виде вертикально установленной трубы, высотой 4-5 метров, снабженной окном 5 для прохода лазерного луча (окно герметично закрыто стеклом, проницаемым для луча), трубой 6, соединяющей зону испарения с зоной конденсации по ходу луча, Верхняя часть корпуса 4 соединена с нижней частью обводной трубой 7 с врезанными счетчиком расхода жидкости 8 и краном 9. В корпусе имеются также герметичные вводы для термометров 10 и 11 и манометра 12. Для обеспечения эффекта СИД устройство снабжено лазерным излучателем 13, установленным против окна 5 в верхней части корпуса. Для направления луча далее вниз по трубе 6 устройство снабжено зеркалом 14. В верхней части корпуса установлен змеевик, связанный с термостатом 15, в нижней части - змеевик с термостатом 16. Устройство (фиг. 1) заполнено рабочей жидкостью, например, растворителем с высокой молекулярной массой: четы- реххлористым углеродом, хлороформом, эфиром и др. Рабочие жидкости, подлежащие исследованию, предварительно подбираются по следующим признакам: высокая молекулярная масса в пределах 100 и выше, температура кипения должна быть низкой, в пределах около 100°С, летучесть желательно иметь высокую, а вязкость малую. Полость 3 заполняется также буферным га- зом:воздухом, азотом, гелием в зависимости от материала полупроницаемой перегородки, выбранного размера пор и JCBOHCTB рабочей жидкости (смачивание).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Подготовленный прибор, заполненный рабочей жидкостью и газом, пускается в действие путем включения питания термостатов, установленных на заданную разность температур, например, нижний термостат 16 на температуру 25°С, а верхний - на температуру 32°С, то есть на рабочую разность температур в 7°С. Затем записывается график роста давления по манометру 12 при закрытом кране 9. Далее кран 9 открывают и определяют поток жидкости по счетчику 8, далее включают лазер 13 и определяют приращение потока жидко- сти по счетчику 8 при действии эффекта СИД. Проведя серию измерений при разных рабочих жидкостях, перегородках, разных давлениях буферного газа и их химического состава и при различных перепадах температур между верхней (термометр 10) и нижней частью (термометр 11), переходят к следующей.серии замеров при одинаковых температурах верхней и нижней части. При одинаковых температурах по термометрам 10 и 11 опреедляется производительность чистого эффекта Телеснина (лазер выключен). Такие исследования позволят дать ре

0

5 5

0

комендации для разработки промышленных установок, а также позволят- экспериментально с высокой точностью подтвердить заявку на открытие на эффекте Телеснина 32-ОТ-7125от1969 г.

Формула изобретения Тепловая труба, содержащая испарительную и конденсационные зоны, соединенные паропроводом и конденсатопроводом, первая из которых снабжена пористой разделительной перегородкой и расположена выше второй, отличающаяся тем, что с целью обеспечения исследования процесса превращения тепловой энергии в работу при частичном заполнении тепловой трубы неконденсирующимся газом, она снабжена источником лазерного излучения, расположенным против разделительной пористой перегородки, счетчиком расхода конденсата, установленным на конденсз- топроводе, и обводной линией, соединяющей испарительную зону в месте расположения пористой перегородки с конденсаторной, причем в перегородке выполнено окно для лазерного луча, а в обводной линии - зеркало для отражения последнего на поток пара.

Использование: тепловые трубы, используемые для исследования тепло- пассообменных процессов. Сущность изобретения: тепловая труба снабжена источником 13 лазерного излучения, счетчиком 8 расхода конденсата и обводной линией 7. Пористая перегородка 1 имеет окно 5 для прохода лазерного луча. 2 ил.

Д-

/1 Si