Тепловая труба Советский патент 1980 года по МПК F28D15/00 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в частности к тепловым трубам с канальными испарителями, предназначенными для работы при высокой поверхностной плотности теплового потока. Известны тепловые трубы, содержащие цилиндрический корпус и коаксиальную втулку, размещенную внутри. Втулка изготовлена из пористого материала и установлена в корпусе без зазора 1. Недостаток указанной конструкции тепловой трубы - высокое термическое сопротивление вследствие передачи тепла через всю толщу смоченной втулки. Наиболее близки к изобретению тепловые трубы, содержащие цилиндрический корпус и коаксиальную втулку, размещенную внутри и снабженную в испарительной зоне системой продольных и кольцевых каналов и радиальных отверстий, сообщенных с центральным паровым каналом 2. К недостаткам этих тепловых труб относятся неравномерность поля температур испарителя, возникающая при осущении кольцевых каналов, не имеющих выхода в центральный паровой канал, и ограничение теплопередающей способности вследствие вь1соких гидравлических потерь по жидкости и пару. Цель изобретения - увеличение эффективности теплопереноса. Указанная цель достигается тем, что на наружной поверхности втулки, установленной в испарительной зоне без зазора, между продольными каналами дополнительно выполнены продольные пазы, которые сообщены с кольцевыми каналами и радиальными отверстиями. При этом кольцевые каналы могут иметь прямоугольный и трапециевидный профиль, а корпус и втулка выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, что обеспечивает плотный контакт, при различных рабочих температурах. На фиг. 1 схематически изображена тепловая труба в испарительной зоне, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I в увеличенном масштабе с кольцевыми каналами прямоугольного профиля; на фиг. 4 - узел I с кольцевыми каналами трапециевидного профиля. Внутри герметичного корпуса 1 тепловой трубы размещена без зазора коаксиальная втулка 2, снабженная в испарительной зоне 3 системой продольных 4 и кольцевых 5 каналов. Кольцевые каналы посредством продольных пазов 6 и радиальных отверстий 7 сообщены с центральным паровым каналом 8. Работа тепловой трубы протекает следующим образом. При подводе тепла к испарительной зоне рабочая жидкость внутри кольцевых каналов 5 вскипает. Образующийся на греющей поверхности пузырек пара перекрывает сечение кольцевого канала, отсекая при этом жидкостную пробку. Происходит расширение пузыря в направлении продольных пазов при этом жидкая пробка размазывается, оставляя на стенках пленку жидкости. Достигнув продольного паза 6 паровой пузырь разрушается и высвободившийся пар через радиальное отверстие 7 поступает в центральный паровой канал 8. Новая порция жидкости из продольных каналов подтягивается, мениском в кольцевой канал, и процесс повторяется. Наступает пульсационный снарядный режим кипения жидкости, характерной особенностью которого является высокая эффективность теплоотдачи при испарении с поверхности тонкой пленки под паровым снарядом. При равномерном подводе рабочей жидкости к кольцевым каналам и равномерном отводе пара с центральный паровой канал снижается неравномерность поля температур по периметру испарителя и возрастает теплопередающая способность тепловой трубы. Формула изобретения 1.Тепловая труба, содержащая цилиндрический корпус и коаксиальную втулку, размещенную внутри и снабженную в испарительной зоне системой продольных и кольцевых каналов и радиальных отверстий, сообщенных с центральным паровым каналом, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности теплопереноса, на наружной поверхности втулки между продольными каналами дополнительно выполнены продольные пазы, сообщенные с кольцевыми каналами и радиальными отверстиями, причем втуЛка установлена в испарительной зоне без зазора. 2.Труба по- п. 1, отличающаяся тем, что кольцевые каналы имеют прямоугольный профиль. 3.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевые каналы имеют трапециевидный профиль. 4.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения плотного контакта поверхностей корпуса и втулки при различных рабочих температурах, корпус и втулка выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расщирения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Calimbas А. Т., Hullet R. Н. Paper ASME, NHT-16. США, 1969, с. 1016-1023. 2. Авторское свидетельство СССР № 544852, кл. F 28 D 15/00, 1975.

ГГПП

гггт

ФигЛ