Способ работы тепловой трубы

(5) Г 28 0 )5/00 ТЕНИЯ усФ ктивности при пез, в качестве, тепсмесь жидкостей, смешении, причем сата и отделенной уют вниз раздельествляют при наответствующей усЯ 1 и (у емпература ко денса соответстдавлению ующая ондентура, соответств й удельной теплот и паров теплоносит ующаяконеля,2, Способ что в качеств .водоаммиачныи аммиака 0;20-0 //р ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ путем частичного испарения теплоносителя в зоне испарения, отделения пара от жидкости, транспортирования паров под действием перепада давлений в зону конденсации, конденсации паров, смешения конденсата с отделенной жидкостью, транспортирования теплоносителявниз под действием сил тяжести и вязкостных сил в зону испарения и частичного охлаждения его прн транспортировании, от. личающийся тем,ччто, с цель 1 о повышения ЯО 1064113 термодинамической эффередаче тепла сверху внилоносителя используютвыделяющих тепло приперед смешением конденжидкости их транспортирно, а конденсацию осущчальной температуре, соловиюГ(-(1- 5 фСгде ик - начальная тцни;(к - температура,критическомусата;уд темперазаданноденсаци п. 1, отличающийся тем, теплоносителя используют раствор с массовой долей О.106413 1Изобретение относится к энергетике, а именно к тепловым трубам - теплообменникам с промежуточным теплоносителем.Известен способ работы тепловой трубы путем испарения теплоносителя при подводе тепла, транспортировки паров в зону конденсации корпуса под действием пе. репада давлений паров, конленсации паров при отводе тепла и транспортирования жидкости в зону испарения корпуса капиллярным насосом 1,Недостатком этого способа является невозможность передавать теплр на значительные расстояния при работе трубы против сил тяжести.Известен также способ работы тепловой трубы путем испарения теплоносителя в зоне испарения, транспортировки паров в зону конденсации под действием перепада давлений, конденсации паров в зоне конденсации и транспортирования жидкого теплоносителя в зону испарения под лействием силы тяжести или перепала давления, создаваемого с помогцью клапанов 2Недостаток этого способа - импульсный режим работы при передаче тепла сверху вниз,Известен способ работы тепловой трубы путем частичного испарения теплоносителя в зоне испарения, отделения пара от жидкости, транспортирования паров под действием перепада давлений в зону конденсации, конденсации паров, смещения конденсата с отделенной жидкостью, транспортирования теплоносителя вниз под действием сил тяжести и вязкостных сил в зону испарения и частичного охлаждения его при транспортировке 3.Недостатком указанного способа является низкая термодинамическая эффективность при передаче тепла сверху вниз.Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности при передаче тепла сверху вниз. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу работы тепловой трубы путем частичного испарения теплоносителя в зоне испарения, отделения пара от жидкости, транспортирования паров под действием перепада давлений в зону конденсации, конденсации паров, смещения конденсата с отделенной жидкостью, транспортирования теплоносителя вниз под действием сил тяжести и вязкостных сил в зону испарения и частичного охлаждения его при транспортировании, в качестве теплоносителя используют смесь жидкостей, выделяющих тепло при смещении, причем перед смещением конденсата и отделенной жидкости их транспортируют вниз раздельно, а конденсацию осуществляют при начальной температуре, соответствующей усло-вию ( -(-5 С)1 1 щ,( удгде(к в . начальная температура конденсации;- температура, соответствующаякритическому давлению конденсата;температура, соответствующая заданной удельной теплоте конденсации паров теплоносителя,В качестве теплоносителя может бытьиспользован водоаммиачный раствор с массовой долей аммиака 0,20-0,80.На чертеже представлена тепловая тру О ба для реализации способа.Тепловая труба содержит частично заполненный жидким теплоносителем герметичный корпус, содержащий зону 1 конденсации, дополнительный конденсатопровод 2, Ч.образный конденсатопровод, включа ющий зону 3 охлаждения, жидкостный теплообменник 4 и начальный участок 5, зону 6 испарения и отделитель 7 жидкости. Дополнительный конденсатопровод 2 соединяет жидкостную полость зоны 1 конденсации с нижней частью Ч-образного конденсатопровода, расположенную до зоны 3 охлаждения, Уровень жидкого теплоносителя находится в пределах отделителя 7 жидкости, а Ч-образный конденсатопровод, за исключением начального участка 5, распо ложен под зоной 6 испарения. Зоны конденсации, охлаждения и испарения имеют развитые поверхности теплообмена.Тепловая труба работает следующим образом. При подводе тепла г к зоне испарения(на температурном уровне на 20-150 С, превышающем температуру окружаюгцей среды) теплоноситель испаряют частично ( с соотношением (, равным отношению расхода отделенной жидкости к расходу пара,з 5 причем 1=0,5-1,5 для оптимального варианта с получением максимальной теплоты смешения), отделяют пар от жидкости в отделителе 7 жидкости, транспортируют пар под лействием перепада парциальных давлений в зону 1 конденсации, где отво 40 дом тепла Яконденсируют пар со сборомжидкости в нижней части полости зоны конденсации, под действием сил тяжести транспортируют конденсат по конденсатопроводу 2 и смешивают его с отделенной жидкостью ло зоны 3 охлаждения в нижней45части Ч -образного конденсатопровода, от зоны 3 охлаждения отводят тепло Яо (температурный уровень которого может быть равен минимальному температурному уровню подвода тепла в зоне испарения). Об 50 разованный после смещения теплоносительотдает свое тепло отделенной жидкости для возврата его в зону охлаждения. Затем теплоноситель снова нагревают и т, д.Тепловой коэффициент передачи теплавниз можно оценить следующим образом: 55 Од ОоЮ Г Ио+О 3Отсюда следует, что пр(;к - 0;( . Этоусловие можно обеспечить снижением теп106413лоты парообразования теплоносителя, т е,работой при температурах конденсации,близких к температурам, соответствующимкритическому давлению конденсатаЯо=бтаН смещения +СрдТ 61,где ьН смешения = 60 ккал/кг - теплота смешейия;б 1 СрдИепло охлаждения теплоносителя,С 4 - расход теплоносителя.Оптимальный диапазон максимальныхтемператур конденсации тепловой трубы10ограничен с одной стороны температурой,соответствующей критическому давлениюконденсата за вычетом 1-5 С на возможные колебания параметров и температурой,1 З4соответствующей заданной удельной теплоте конденсации паров теплоносителя (в конденсаторе), численно равной удвоенной теплоте смешения конденсата и отделенной жид кости.Снижение критического давления теплоносителя обеспечивается подбором соот. ветствующего конденсата и отделенной жидкости. В этом случае минимальная температура конденсации должна быть не ниже температуры окружайзщей среды (5-10 С).Экономический эффект, получаемый в результате использования способа работы тепловой трубы, достигается за счет повыриения термодинамической эффективности.Редактор Л.Мо 1 ыль Заказ 10348/4 Составитель Ж, Можаева Техред И. Верес , Корректор М. Демчик Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытии 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4