Теплопередающее устройство

О П И С А Н и Е 111167 ОЮ Союз Советских Социалистических Республикдата опубликования описания 30,06.79(72) Автор изобретен Л. Л. Василь Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло массообмена им. А, В. Лыкова(54) ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТ Изобретение относится к области энергетики и может найти применение при конструировании различных теплообменных устройств. Оно может быть использовано также в качестве теплообменников в аппаратах нефтяной и газовой промышленности, при размораживании мерзлых почв, а также в металлургии, химической и машиностроитсльнои промышленности.Известны теплопередающис устройства, содсржащис тепловую трубу с испарительнои, транспортной и конденсационной зонами, покрытыми каГ 1 илл 51 рно-пористым материалом 11.недостатком известных устройств является знач 11 тельнос термическое сопротивление, превышающее термическое сопротивление тепловых труб классического типа, предназначенных для раооты в условиях невесомости, а также наличие оольших перепадов температуры между испарительной и кондснсационнои зонами, составляющих 20 - 40 С. Это термическое сопротивление возникает вследствие использования на поверхности теплообмена толстых пористых Гритилеи-гидрозатворов, имеющих низкую проницаемость и теплопроводность, но обладающих высоким капиллярным потенциалом. Для того чтобы с помощью таких фитилей подвести к испарительной зоне необходимое количество жидкости, фитили приходится делать толщиной 3 - 5 мм и более.Дополнительное тсрмическое сопротивление тепловой трубы возникает также из-за необ ходимости использования толстых пленокжидкости в испарительной и конденсационной зонах тепловых труб. Большой перепад температуры между испаритсльной и конденсационной зонами необходимо поддерживать, чтобы обеспечить необходимую разность давлений по пару, которое вызывает перемещение жидкости из конденсационной зоны в испарительную.Целью изобретения является обеспечениеусловии терморегулирования, т, е, создание регулируемой тепловой трубы большой мощности, способной передавать тепло в поле сил тяжести свер.;у вниз при наличии минимального термического сопротивлсния 20между испарительной и конденсацпонной зонами.Зта цель достигается тем, что над пспарптельной зонои установлен блок, раздслснныи персгородкои на покрытую каппллярно-пористым материалом испарительную и 2,)конденсационную камеры, соединенные между собой соплом, установленным в перегородке, причем испарительная камера соединена с помощью артерий с конденсаЗ 0 ционной зоной, подключенной к зоне пони10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 женного давления сопла при помощи капиллярной трубки, а конденсационная камера соединена с испарительной зоной через затвор из капиллярно-пористого материала.На чертеже схематично изображено описываемое теплопередающее устройство,Устройство содержит блок с испарительной 1 и конденсационной 2 камерами, расположенными над испаритсльной зоной 3 тепловой трубы, имеющей конденсационную 4 и транспортную 5 зоны. Камеры 1 и 2 разделсны перегородкой, в которой установлено сопло 6. К соплу подведена питающая его жидкостью капиллярная трубка 7, выходящая из конденсационной зоны 4.Испарительная зона 3 отделена от конденсационной камеры 2 затвором в виде капиллярно-пористой перегородки 8, насыщенной жидкостью и рассчитанной на выдерживание перепада давления между кондснсационной камерой 2 и испарительной зоной 3.Конденсационная камера 2 всегда находится выше испарительной зоны 3, чтобы обеспечить действие поля сил тяжести.Испарительная камера 1 соединена с конденсационной зоной 4 с помощью артерий 9, выходящих из раздаточного коллектора 10. Артерии 9 в верхней части перекрыты капиллярно-пористой мембраной 11, удерживающей столб жидкости в артериях с помощью капиллярных сил.Поверхность теплообмена испарительной камеры 1 покрыта капиллярно-пористым материалом 12, соединенным с мембраной 11. Поверхности теплообмена испарительной 3, конденсационной 4 и транспортной 5 зон также покрыты капиллярно-пористым материалом. Поверхность теплообмена в конденсационной камере 2 может иметь пористое покрытие, либо не иметь его. Артерии 9 и капиллярная трубка 7 могут быть лыпольсны с тспло 11 зол 5 цисЙ.Работает теплопередающсе устройство следующим образом.В первоначальный момент до подачи тепловой нагрузки рабочая жидкость заполняет пространство испарительной и конденсационной зон 3 и 4, а также трубку 7 и артерии 9. При подведении тепловой нагрузки к камере 1 и зоне 3 происходит образование пара в порах капиллярно-пористого материала 12, при этом повышается давление пара, которое вытесняет жидкость из объема испарительной зоны 3 в капиллярно-пористый материал испарительной камеры 1, Пар, образующийся в испарительной камере 1, через сопло 6 вместе с каплями жидкости попадает в конденсационную камеру 2, где конденсируется на холодных стенках и на каплях жидкости. Образующийся конденсат стекает по стенкам вниз. на капиллярно-пористую перегородку 8, через которую он поступает на стенки испарительной зоны 3, где испаряется под действием теплового потока. Пар переносится в конденсационную зону 4, где конденсируется на холодных стенках, отдавая тепловую нагрузку.Расстояние между испарительной 3 и конденсационной 4 зонами может составлять 2 метра и более. Пористое покрытие пспарительной зоны 3 и конденсационной зоны 4 может быть выполнено тонким (0,2 - 0,3 мм), чтобы сделать минимальным его термическое сопротивление. Возможно выполнение продольных канавок, либо винтовой нарезки с продольными питающими артериями, расположенными по центру канала, и соединенными с испарительной и конденсацнонной зонами в зоне теплообмена с помощью пористых перемычек.Описанное устройство может быть использовано для размораживания слоя мерзлой земли, термостабилизации земли при прокладке нефте- и газопроводов, строитсльстве зданий в зоне вечной мерзлоты, охлаждении изделий электронной и электротехнической промышленности. Формула изобретенияТеплопередающее устройство, содержащее вертикальную тепловую трубу с испарительной, транспортной и конденсационной зонами, покрытыми капиллярно-пористым материалом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения условий терморегулирования, над испарительной зоной уста,овлсп блок, разделенный перегородкой на покрытую капиллярно-пористым материалом пспарительную и конденсационную камеры, соединенные между собой соплом, установленным в перегородке, причем испарительпая камера соединена с помощью артерий с конденсационной зоной, подключенной к зоне пониженного давления сопла при помо 1 ци капиллярной трубки, а конденсационная камера соединена с испарительной зоной через затвор из капиллярно-пористого материала.Источники информации,принятыс во внимание при экспертизе 1, Патент США 3677336, кл. 165 - 105, опубл. 1972Типография, пр, Сапунова, 2 аказ 1699/6НПО кПоиск Изд, ЛЪ 387 Тираж 780осударственного комитета СССР по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 одпнсноекрытий