Регулируемая тепловая труба Советский патент 1976 года по МПК F28D15/02 

1

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к тепловым трубам, обеспечивающим регулирование передаваемого количества тепла при постоянных температурах источника.

Известны регулируемые тепловые трубы, содержащие корпус с зонами испарения и конденсации, последняя из которых соединена с сосудом, заполненным неконденсирующимся газом.

Такие трубы позволяют стабилизировать температуру части стенки конденсатора, однако с изменением температуры испарителя изменяется и передаваемое трубой количество тепла.

Цель изобретения - обеспечение стабилизации теплового потока и термостатирования всей поверхности зоны конденсации при изменении температуры в зоне испарения.

Это достигается тем, что зона конДенсации соединена с сосудом при помощи и -образной трубки, образующей гидрозатвор.

На чертеже изображена предлагаемая тепловая труба. Труба содержит корпус 1

с зоной 2 испарения и зоной 3 конденсации, последняя из которых соединена с сосудом 4, заполненным конденсирующимся газом при помощи U - образной трубки 5, образующей гидрозатвор с коленами 6, 7.

В нерабочем состоянии жидкость находися в нижней части зоны 2 и частично в гидравлическом затворе. Неконденсирующийся газ равномерно распределён по всему паровому пространству.

При нагревании зоны 2 испарения и охлаждения зоны 3 конденсации рабочая жидкость в процессе испарения и конденсации передает некоторое количество тепла от источника к приемнику. Неконденсирующийся газ при этом вытесняется сначала в верхнюю часть зоны 3, а затем в верхнюю часть колена 6 гидрозатвора и в объем, предназначенный для него. Рабочая жидкость при этом распределяется между полостью трубы, где она течет по стенкам, и гидравлическим затвором с постоянным уровнем в его колене 7.

Рассмотрим случай увеличения температуры зоны 2. При неизменной температуре приемника тепла в начальный момент поднимается давление в рабочей полости трубы, что приводит к смещению жидкости в гидрозатворе (трубке 5) в сторону колена 6. Затем происходит конденсация

пара в колене 7 до тех пор, пока уровень жидкости в нем не вернется на прежнее место. При этом из рабочей полости трубы отсасывается некоторое количество жидкости, что приводит к- оголению части поверхности зоны 2 и к уменьшению давления в трубе.

Рассмотрим поведение объема неконденсирующегося газа при этом. Неконденсирующийся газ подчиняется закону

PV G.RT,

где Р - давление, V - объем газовой полости, G - количество газа. Т- его температура, R- газовая постоянная.

При изменении температуры в зоне 2 величины Gr, Т Т остаются неизменными, а объем V изменяется на очень малую величину, т. е. при достаточно больщом газовом объеме этим изменением можно пренебречь Следовательно, в установившемся режиме работы после изменения температуры зоны 2 давление неконденсирующегося газа остается таким же, как до изменения этой температуры. Поскольку давление в

трубе везде одинаково, то и давление в рабочей полости трубы, а, следовательно, и соответствующая ему температура остаются постоянными.

Таким образом все внутренние и внешние режимные параметры зоны 3, в том числе передаваемое количество тепла и температура стенки останутся неизменными.

Очевидно, что в случае значительного изменения объема неконденсирующегося газа, которое может быть полученно механическим (с помощью сильфона, поршня) или тепловым (с помощью электронагревателя) воздействием, передаваемый тепловой поток изменится и в дальнейшем стабилизируется на другом уровне.

Формула изобретения

Регулируемая тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения и конденсации, последняя из которых соединена с сосудом, заполненным неконденсирующимся газом, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации теплового потока и термостатирования всей поверхности зоны .конденсации при изменении температуры в зоне испарения, зона конденсации соединена с сосудом при помощи U-образной трубки, образующей гидрозатвор.

V у