RU1809282C - Способ регулировани теплопередающей способности тепловой трубы и теплова труба - Google Patents

Abstract

Использование: дл  обеспечени  тепловых режимов узлов. Сущность изобретени : в межэлектродном зазоре образуют замкнутые полости в зоне конденсации. Образование полостей производ т изменением поперечного сечени  межэлектродного промежутка у его торцов при одновременном изменении величины подводимого теплового потока в зоне испарени . Регул торы проходного сечени  установлены в отверсти х перегородок. Последние расположены в межэлектродном зазоре. В зоне испарени  дополнительно установлен вспомогательный нагреватель. Регул торы могут быть выполнены в виде пьезокерамических диафрагм с источниками питани . Они же могут быть выполнены в виде биметаллических диафрагм. Проходное сечение их уменьшаетс  с понижением температуры. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике , преимущественно к тем ее област м, где используютс  электрические пол , например , в радиоэлектронике,электротехнике и др., и может быть применено дл  обеспечени  тепловых режимов узлов различного назначени .

Цель изобретени  - расширение пределов регулировани .

На фиг. 1, 2 показано устройство дл  осуществлени  способа, состо щее из герметичного корпуса 1, частично заполненного теплоносителем 2, с зонами испарени  3 и конденсации 4. В зоне конденсации 4 расположен высоковольтный электрод 5, закрепленный на изолирующих втулках 6 и 7, которые снабжены отверсти ми 8 дл  прохода пара 9 и конденсата 10 теплоносител  2. Изол тор 7 со стороны выхода 11 конденсата 10 снабжен регул тором стока конденсата 12. Аналогично устроен изол тор 6 только отверстие 11 используетс  дл  прохода пара. В зоне испарени  3 установлен вспомогательный нагреватель 13.

При выполнении регул тора стока 12 конденсата 10 в виде пьезокерамической диафрагмы она подключаетс  к регулируемому источнику напр жени  14. Вход пара 9 и выход конденсата 10 может быть перекрыт мостиками 15 конденсата 10 (фиг. 2).

00

о ю ю

00

ю

На фиг. 3 более подробно представлен фрагмент регул тора стока 12 конденсата 10, выполненного в виде пьезокерамиче- ской диафрагмы 12. Аналогично диафрагма может быть выполнена из биметалла, что исключает источник напр жени  14 (фиг. 1, 2). Уменьшение сечени  с понижением температуры пара необходимо дл  обеспечени  условий образовани  конденсатных мостиков при снижении тепловой мощно- сти. Технически диафрагма 12 может быть выполнена не об зательно в виде разомкнутого кольца, а любым иным способом, например , лепесткова , главное ее назначение - возможность измен ть сече- ние отверсти  11. Аналогична  диафрагма устанавливаетс  с верхнего торца электрода дл  прохождени  пара 9.

Способ осуществл етс  следующим об- разом.

На испарителе 3 (фиг. 1) тепловой трубы 1 включают нагреватель, а на конденсаторе 4 - систему охлаждени . Теплоноситель 2 нагреваетс  до температуры кипени , испа- р етс  и пар 9 поступает в конденсатор 4, где превращаетс  в конденсат 10, отдава  свою энергию конденсатору 4. Путем изменени  высокого напр жени  на высоковольтном электроде 5 измен ют коэффициент теплоотдачи и, следовательно, термическое сопротивление конденсатора. Дл  увеличени  термического сопротивлени  в конденсаторе вход пара и выход конденсата в межэлектродном зазоре перекрывают (час- тично) диафрагмой 12, воздава  услови  дл  образовани  мостиков 15 конденсата 10 (фиг. 2), образу  замкнутую полость. При этом отвод тепла осуществл ют от поверхности высоковольтного электрода 5 к тепло- обменной поверхности 4 путем испарени  - конденсации, а основной процесс осуществл етс  на внешней по отношению к поверхности конденсации 4 поверхности высоковольтного электрода 5. При этом ре- гул тор стока конденсата и поступлени  пара в межэлектродный зазор регулирует величину образовавшегос  конденсата и его удаление из зазора, кроме того вследствие неоднородного электрического пол  на торцах конденсат расползаетс  по диафрагме 12 и изолирующих втулках 6 и 7, способству  герметизации межэлектродного зазора. Следует отметить, что герметизаци  в этом случае несколько условна, так как при большом сливе конденсата или недостаточном поступлении пара происходит ее временна  разгерметизаци , впуска  порцию пара, необходимого дл  восполнени  потерь , вследствие удалени  конденсата.

На фиг. 4 представлены три тепловых режима работы испарительно-конденсаци- онной системы (тепловой трубы) в зависимости от мощности испарител : О-в отсутствии пол ; 1 - при подаче потенциала на электрод 5 (фиг, 1); 2 - при образовании мостиков 15 конденсата 10 (фиг. 2). Причем режимы 1 и 2 осуществл ютс  при одном и том же напр жении на электроде 5. Дл  перехода тепловой трубы 1 в режим 2 необходимо включить поле и перейти в режим 1 (путь а-б). Далее увеличить мощность, подводимую к испарителю Ои до некоторой Окр (путь б-в) после чего начинаетс  процесс кризиса и интенсивный подъем температуры (путь в-г). При превышении температуры пара tn больше кривой О уменьшают мощность испарител  Ои (путь г-д). После этого теплова  труба будет работать в режиме 2 при этом измен   Ои (увеличива  или уменьша ) температура пара tn будет соответственно измен тьс  по кривой 2. Если поле выключить, то труба перейдет в режим О (путь д-а). Дл  достижени  режима 2 необходимо оп ть осуществить путь а-б-в-г-д. Диапазон регулировани  тепло- передающей способности тепловой трубы зависит от напр женности электрического пол , величина которого может мен тьс  от О до пробивного значени . При этом уменьшение количества удал емого из межэлектродного промежутка конденсата посредством уменьшени  сечени  отверсти  11 диафрагмой 12 позвол ет достичь режима 2 (фиг. 4) при меньших напр женно- ст х.

Кроме по влени  дополнительного термического сопротивлени  в межэлектродном зазоре при образовании мостиков конденсата уменьшаетс  площадь поверхности конденсации (при цилиндрическом выполнении трубы), что также снижает теп- лопередающие характеристики тепловой трубы. При этом конденсаци  внутри электрода осуществл етс  в отсутствии пол .

Вспомогательный нагреватель 13 необходим дл  достижени  режима 2 без регулировани  мощности основного нагревател  испарител  3, путем установлени  общей мощности испарител  равной или больше критической QKp (фиг. 4).

Проведено исследование теплового режима тепловой трубы, изготовленной из латунной трубы диаметром 24 мм длиной 420 мм. В качестве теплоносител  использовалс  хладон 113. Результаты регулировани  теплового режима представлены на фиг. 5 (обозначение режимов соответствует фиг. 4), Режимы 1 и 2 получены при напр женности электрического пол  60 кВ/см (диаметр

высоковольтного электрода 15мм). Вход пара и выход конденсата межэлектродного промежутка были заранее уменьшены дл  получени  режима 2. Из графиков видно, что при посто нной температуре пара tn (и соответственно температуре стенки) значительно возрастает диапазон регулировани  мощности испарител  (и соответственно конденсатора), что значительно расшир ет предел регулировани  теплопередающих характеристик тепловой трубы.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство дл  его осуществлени  способствуют расширению пределов регулировани  теплопередающей способности тепловой трубы, что позвол ет в большем диапазоне тепловых нагрузок обеспечить посто нную температуру пара, i Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (4)

1. Способ регулировани  теплопереда- ющей способности тепловой трубы путем образовани  в межэлектродном зазоре замкнутых полостей, подвода теплового потока в зоне испарени  и воздействи  электрическим полем с образованием в полост х зам- кнутых циклов испарени -конденсации, о т- личающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани , полости

образуют в зоне конденсации тепловой трубы путем изменени  поперечного сечени  межэл ектродного промежутка у его торцов при одновременном изменении величины подводимого теплового потока в зоне испарени .

2. Теплова  труба, содержаща  корпус с зонами испарени  и конденсации, по оси которого с помощью поперечных диэлектрических перегородок установлен электрод с образованием кольцевого зазора, отличающа с  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани , электрод размещен в зоне конденсации, а в перегородках выполнены отверсти  с расположенными в чих регул торами проходного сечени , при этом в зоне испарени  дополнительно установлен вспомогательный нагреватель.

3. Труба по п. 2, отличающа с  тем, что регул торы проходного сечени  выполнены в виде пьезокерамических диафрагм , снабженных регулируемым источником питани .

4. Труба по п. 2, отличающа с  тем, что регул торы выполнены в виде биметаллических диафрагм с проходным сечением , уменьшающимс  с понижением температуры.

,х

g.J