RU2435122C1 - Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe - Google Patents

Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2435122C1
RU2435122C1 RU2010125252/06A RU2010125252A RU2435122C1 RU 2435122 C1 RU2435122 C1 RU 2435122C1 RU 2010125252/06 A RU2010125252/06 A RU 2010125252/06A RU 2010125252 A RU2010125252 A RU 2010125252A RU 2435122 C1 RU2435122 C1 RU 2435122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
heat pipe
heating
heating zone
coolant
Prior art date
Application number
RU2010125252/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Викторович Стулов (RU)
Вячеслав Викторович Стулов
Гарий Васильевич Оглоблин (RU)
Гарий Васильевич Оглоблин
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук filed Critical Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук
Priority to RU2010125252/06A priority Critical patent/RU2435122C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2435122C1 publication Critical patent/RU2435122C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: heating. ^ SUBSTANCE: in heating zone of heat pipe, after fusion of heat carrier and its heating to temperature |tb - (20 80C) |, the heating zone of heat pipe with heat carrier is irradiated in frequency range compatible with frequency of oscillations of atom electrons, heat carrier, where tb - heat carrier boiling temperature. Heat pipe containing heating zone, automated operation control system is equipped with oscillation generator, device for supplying oscillations to heating zone of heat pipe, which is made from material stable at high temperatures and not having any resistance to passage of oscillations emitted in it, for example from quartz. ^ EFFECT: increasing heat transfer coefficient at boiling of heat carrier within the specified temperature range and increasing the amount of heat transferred with heat pipe. ^ 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к передаче тепла тепловыми трубами.The invention relates to heat engineering, in particular to heat transfer by heat pipes.

Известен способ работы тепловой трубы [1. Семена М.Г., Гершуни А.Н., Зарипов В.К. Тепловые трубы с металловолокнистыми капиллярными структурами. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1984. 215 с.], заключающийся в подводе тепла с нагреванием, плавлением, испарением и кипением теплоносителя в зоне нагрева тепловой трубы, передаче тепла теплоносителем в зону охлаждения с конденсацией теплоносителя на стенке и передаче тепла через стенку охлаждающей среде.A known method of operation of a heat pipe [1. Seeds M.G., Gershuni A.N., Zaripov V.K. Heat pipes with metal fiber capillary structures. K .: Vishka school. Head Publishing House, 1984. 215 pp.], Which consists in supplying heat with heating, melting, evaporation and boiling of the heat carrier in the heating zone of the heat pipe, heat transfer by the heat carrier to the cooling zone with condensation of the heat carrier on the wall and heat transfer through the wall to the cooling medium.

Недостаток способа работы тепловой трубы [1] заключается в том, что при прочих равных условиях количество тепла, поглощаемое и передаваемое тепловой трубой, зависит от теплофизических свойств теплоносителя и температуры его кипения.The disadvantage of the method of operation of the heat pipe [1] is that, ceteris paribus, the amount of heat absorbed and transmitted by the heat pipe depends on the thermophysical properties of the coolant and its boiling point.

Заявляемый способ направлен на расширение температурного диапазона работы тепловой трубы и повышении эффективности передачи тепла.The inventive method aims to expand the temperature range of the heat pipe and increase the efficiency of heat transfer.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого способа, заключается в повышении коэффициента теплоотдачи при кипении теплоносителя в заданном температурном диапазоне и повышении количества тепла, передаваемого тепловой трубой.The technical result obtained by the implementation of the proposed method is to increase the heat transfer coefficient upon boiling of the coolant in a given temperature range and increase the amount of heat transmitted by the heat pipe.

Заявляемый способ характеризуется следующими существенными признаками.The inventive method is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаками: подвод тепла в зону нагрева тепловой трубы, нагревание, плавление, испарение и кипение теплоносителя, передача тепла теплоносителем в зону охлаждения тепловой трубы с конденсацией теплоносителя на стенке и передача тепла теплоносителя охлаждающей среде.Limiting signs: heat supply to the heat pipe heating zone, heating, melting, evaporation and boiling of the heat carrier, heat transfer by the heat carrier to the heat pipe cooling zone with condensation of the heat carrier on the wall and heat transfer of the heat carrier to the cooling medium.

Отличительные признаки: после плавления теплоносителя и его разогрева до температуры tк-(20÷80°C) производят облучение зоны нагрева тепловой трубы с теплоносителем в диапазоне частот, сопоставимом с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя, где tк - температура кипения теплоносителя.Distinctive features: after melting the coolant and heating it to the temperature t к - (20 ÷ 80 ° C) , the heating zone of the heat pipe with the coolant is irradiated in the frequency range comparable to the oscillation frequency of the electrons of the coolant atoms, where t к is the boiling point of the coolant .

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of the proposed method and the achieved technical result is as follows.

Плавление теплоносителя и его разогрев до температуры t<(tк-80)°С (где tк - температура кипения теплоносителя) с облучением зоны нагрева тепловой трубы с теплоносителем в диапазоне частот, сопоставимых с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя, не приводит к существенному увеличению коэффициента теплоотдачи при испарении теплоносителя.Melting of the heat carrier and its heating to a temperature of t <(t to -80) ° С (where t to is the boiling point of the heat carrier) with irradiation of the heating zone of the heat pipe with the heat carrier in the frequency range comparable to the oscillation frequency of the electrons of the coolant atoms does not lead to a significant increase the heat transfer coefficient during evaporation of the coolant.

Плавления теплоносителя и его разогрев до температуры t>(tк-20)°С с последующим облучением зоны нагрева тепловой трубы с теплоносителем в диапазоне частот, сопоставимых с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя, приводит к нерациональному использованию возможности повышения эффективности передачи тепла при кипении теплоносителя.The melting of the coolant and its heating to a temperature t> (t to -20) ° C, followed by the irradiation of the heating zone of the heat pipe with the coolant in the frequency range comparable to the oscillation frequency of the electrons of the coolant atoms, makes it inefficient to use the possibility of increasing the efficiency of heat transfer during boiling of the coolant .

Увеличение коэффициента теплоотдачи теплоносителя при его кипении, повышающее эффективность передачи тепла тепловой трубой, заключается при облучении зоны нагрева в диапазоне частот, сопоставимых с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя, в увеличении скорости образования новых центров кипения и увеличении частоты их отрыва от поверхности нагрева.An increase in the heat transfer coefficient of the heat carrier during its boiling, which increases the efficiency of heat transfer by the heat pipe, consists in irradiating the heating zone in the frequency range comparable to the oscillation frequency of the electrons of the heat carrier atoms, in increasing the rate of formation of new boiling centers and increasing the frequency of their separation from the heating surface.

Для реализации заявляемого способа заявляется тепловая труба, уровень техники которой известен [2, 3].To implement the proposed method, a heat pipe is claimed, the prior art of which is known [2, 3].

Известная установка [2. Патент на ПМ №41427 RU. Установка для нанесения покрытия на цилиндрическую трубу / В.В.Стулов и др. Опубл. 27.10.2007. Бюл. №30], содержит вертикально расположенную цилиндрическую трубу, изготовленную в виде тепловой трубы с зоной нагрева и со встроенным электрическим нагревателем, подключенным в систему автоматического управления работой установки.Known installation [2. Patent for PM No. 41427 RU. Installation for coating a cylindrical pipe / V.V. Stulov et al. Publ. 10/27/2007. Bull. No. 30], contains a vertically arranged cylindrical pipe made in the form of a heat pipe with a heating zone and with a built-in electric heater connected to the automatic control system of the installation.

Известно устройство охлаждения кристаллизатора для получения непрерывнолитых деформированных заготовок из высокотемпературных металлов [3. Патент №2322325 RU. Опубл. 20.04.2008. Бюл. №11], содержащее высокотемпературные цилиндрические тепловые трубы, установленные в вертикальных каналах пары рабочих стенок кристаллизатора, зоны нагрева тепловых труб установлены по плотной посадке в нижнем вертикальном участке стенок кристаллизатора.A known device for cooling the mold to obtain continuously cast deformed billets of high-temperature metals [3. Patent No. 2323232 RU. Publ. 04/20/2008. Bull. No. 11], containing high-temperature cylindrical heat pipes installed in the vertical channels of the pair of working walls of the mold, the heating zones of the heat pipes are installed by tight fit in the lower vertical section of the walls of the mold.

Недостатком известной установки [2] и устройства [3] являются ограничения передаваемого теплового потока, определяемые теплофизическими свойствами теплоносителя в цилиндрической трубе.A disadvantage of the known installation [2] and device [3] are the limitations of the transmitted heat flow, determined by the thermophysical properties of the coolant in the cylindrical pipe.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой тепловой трубы, заключается в повышении надежности ее работы в более широком температурном диапазоне.The technical result obtained by the implementation of the inventive heat pipe is to increase the reliability of its operation in a wider temperature range.

Заявляемая тепловая труба характеризуется следующими существенными признаками.The inventive heat pipe is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаками: высокотемпературная тепловая труб с зоной нагрева и охлаждения, с системой автоматизированного управления работой тепловой трубы.Limiting signs: high-temperature heat pipe with a heating and cooling zone, with an automated control system for the operation of the heat pipe.

Отличительные признаки: оснащена генератором излучаемых колебаний, устройством для ввода колебаний в зону нагрева тепловой трубы, изготовленным из материала, устойчивого в высоких температурах и не оказывающего сопротивления прохождению в нем излучаемых колебаний, например из кварца, термопарой в зоне нагрева и термопарой в зоне охлаждения тепловой трубы.Distinctive features: it is equipped with a generator of radiated vibrations, a device for introducing vibrations into the heat pipe heating zone, made of a material that is stable at high temperatures and does not resist the passage of radiated vibrations in it, for example, from quartz, a thermocouple in the heating zone and a thermocouple in the heat cooling zone pipes.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой тепловой трубы и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of the claimed heat pipe and the achieved technical result is as follows.

Наличие генератора излучений позволяет вырабатывать колебания и подавать их в зону нагрева тепловой трубы.The presence of a radiation generator allows you to generate oscillations and feed them into the heating zone of the heat pipe.

Наличие устройства для ввода колебаний в зону нагрева тепловой трубы позволяет задавать плотность вводимой в металл энергии колебаний.The presence of a device for introducing vibrations into the heat pipe heating zone makes it possible to set the density of the vibration energy introduced into the metal.

Изготовление устройства для ввода колебаний в зону нагрева тепловой трубы из материала, устойчивого в высоких температурах, например из кварца, повышает срок службы устройства и обеспечивает надежную работу тепловой трубы.The manufacture of a device for introducing vibrations into the heat pipe heating zone from a material stable at high temperatures, for example, quartz, increases the device's service life and ensures reliable operation of the heat pipe.

Изготовление устройства для ввода колебаний в зону нагрева тепловой трубы из материала, не оказывающего сопротивления прохождению в нем излучаемых колебаний, например из кварца, исключает разогрев устройства, что обеспечивает его надежную работу в течение всего времени эксплуатации.The manufacture of a device for introducing vibrations into the heat pipe heating zone from a material that does not resist the passage of radiated vibrations in it, for example, from quartz, eliminates the heating of the device, which ensures its reliable operation throughout the entire operation period.

Наличие термопары в зоне нагрева и термопары в зоне охлаждения тепловой трубы позволяет получать от них сигналы в процессе разогрева и работы тепловой трубы с ее облучением в диапазоне частот, сопоставимых с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя и обработкой поступающих сигналов в системе автоматического управления работой трубы.The presence of a thermocouple in the heating zone and a thermocouple in the cooling zone of the heat pipe allows you to receive signals from them during the heating and operation of the heat pipe with its irradiation in the frequency range comparable to the oscillation frequency of the electrons of the coolant atoms and the processing of the incoming signals in the automatic control system of the pipe.

На чертеже приведен внешний вид заявляемой высокотемпературной тепловой трубы для реализации заявляемого способа работы тепловой трубы.The drawing shows the appearance of the inventive high-temperature heat pipe for the implementation of the proposed method of operation of the heat pipe.

Заявляемая высокотемпературная тепловая труба на чертеже состоит из зоны нагрева 1 с теплоносителем, например натрием, зоны охлаждения 2, генератора 3 излучаемых колебаний с устройством 4 для ввода колебаний в зону нагрева, термопар 5 и 6, подключенных в систему автоматического управления работой тепловой трубы.The inventive high-temperature heat pipe in the drawing consists of a heating zone 1 with a coolant, for example sodium, a cooling zone 2, a generator 3 of emitted oscillations with a device 4 for introducing oscillations into the heating zone, thermocouples 5 and 6 connected to the automatic control system of the heat pipe.

Способ заявляемой высокотемпературной тепловой трубой осуществляется следующим образом.The method of the inventive high-temperature heat pipe is as follows.

При подводе тепла в зону нагрева 1 тепловой трубы происходит нагревание, плавление, испарение теплоносителя, что фиксируется по показаниям термопары 5. При разогреве теплоносителя до температуры tк - (20÷80)°С (где tк - температура кипения теплоносителя), фиксируемой термопарой 5, производят включение генератора колебаний 3 с облучением зоны нагрева тепловой трубы 1 с теплоносителем, в диапазоне частот 1-5 мГц, с использованием устройства 4 ввода колебаний в диапазоне частот, сопоставимом с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя. Передача тепла в зону охлаждения 2 тепловой трубы фиксируется по показаниям термопары 6. После конденсации теплоносителя на стенке тепловой трубы в зоне охлаждения 2 происходит передача тепла теплоносителя охлаждающей среде. Регулируя мощность генератора с излучаемыми колебаниями фиксируют время достижения заданных температур по показаниям термопар 5 и 6, что позволяет системой автоматического управления работой тепловой трубы выбирать наиболее целесообразные частоты облучения тепловой трубы, повышающие эффективность ее работы.When heat is supplied to the heating zone 1 of the heat pipe, heating, melting, and evaporation of the coolant occurs, which is recorded according to the readings of thermocouple 5. When the coolant is heated to a temperature of t to - (20 ÷ 80) ° C (where t to is the boiling point of the coolant), fixed using a thermocouple 5, they turn on the oscillation generator 3 with irradiation of the heating zone of the heat pipe 1 with a coolant in the frequency range 1-5 MHz, using the oscillation input device 4 in the frequency range comparable to the frequency of the electrons of the coolant atoms. The heat transfer to the cooling zone 2 of the heat pipe is fixed according to the readings of thermocouple 6. After condensation of the coolant on the wall of the heat pipe in the cooling zone 2, heat is transferred from the coolant to the cooling medium. By adjusting the power of the generator with the emitted oscillations, the time to reach the set temperatures according to the readings of thermocouples 5 and 6 is recorded, which allows the automatic control system of the heat pipe to select the most appropriate frequency of irradiation of the heat pipe, increasing its efficiency.

Claims (2)

1. Способ работы высокотемпературной тепловой трубы, включающий подвод тепла в зону нагрева тепловой трубы, нагревание, плавление, испарение и кипение теплоносителя, передачу тепла теплоносителем в зону охлаждения тепловой трубы с конденсацией теплоносителя на стенке и передачу тепла теплоносителя охлаждающей среде, отличающийся тем, что после плавления теплоносителя и его разогрева до температуры [tк-(20÷80°C)] производят облучение зоны нагрева тепловой трубы с теплоносителем в диапазоне частот, сопоставимом с частотой колебаний электронов атомов теплоносителя, где tк - температура кипения теплоносителя.1. The method of operation of a high-temperature heat pipe, including the supply of heat to the heat pipe heating zone, heating, melting, evaporation and boiling of the heat carrier, heat transfer by the heat carrier to the heat pipe cooling zone with condensation of the heat carrier on the wall and heat transfer of the heat carrier to the cooling medium, characterized in that coolant after melting and heating to a temperature [t k - (20 ÷ 80 ° C)] produce a radiation heating zone of the heat pipe with the coolant in the frequency range comparable with the oscillation frequency RE new coolant atoms wherein t k - coolant boiling temperature. 2. Высокотемпературная тепловая труба, содержащая зону нагрева и охлаждения, систему автоматизированного управления работой тепловой трубы, отличающаяся тем, что она оснащена генератором излучаемых колебаний, устройством для ввода колебаний в зону нагрева тепловой трубы, изготовленным из материала, устойчивого в высоких температурах и не оказывающего сопротивления прохождению в нем излучаемых колебаний, например из кварца, термопарой в зоне нагрева и термопарой в зоне охлаждения. 2. High-temperature heat pipe containing a heating and cooling zone, an automated control system for the operation of the heat pipe, characterized in that it is equipped with a generator of radiated vibrations, a device for introducing vibrations into the heating zone of the heat pipe, made of a material that is stable at high temperatures and does not render resistance to the passage of emitted oscillations in it, for example from quartz, with a thermocouple in the heating zone and a thermocouple in the cooling zone.
RU2010125252/06A 2010-06-18 2010-06-18 Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe RU2435122C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125252/06A RU2435122C1 (en) 2010-06-18 2010-06-18 Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010125252/06A RU2435122C1 (en) 2010-06-18 2010-06-18 Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2435122C1 true RU2435122C1 (en) 2011-11-27

Family

ID=45318253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010125252/06A RU2435122C1 (en) 2010-06-18 2010-06-18 Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2435122C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203771990U (en) Carbonization and graphitization integrated high temperature furnace
RU2011119086A (en) USE OF SELF-REGULATING NUCLEAR REACTORS WHEN PROCESSING THE UNDERGROUND LAYER
CN107024946B (en) High precision temperature control device and its temperature control method based on particle accelerator material irradiation
MA33762B1 (en) Absorption tube and the process of recharging and discharging the material removed
CN104555991A (en) Graphitization furnace with rapid cooling function
CN106910545A (en) A kind of startup method for the treatment of radioactive liquid waste cold crucible glass solidification
FR3017941B1 (en) DEVICE FOR DRIVING AT LEAST ONE SUBASSEMBLY SUITABLE FOR TRANSFORMING ELECTRICAL ENERGY AND STORING IT IN THERMIC FORM, SYSTEM AND METHOD THEREOF
MX2022014273A (en) Device for producing supplementary cementitious material.
CN207427503U (en) A kind of intelligent electromagnetic heating rod
RU2435122C1 (en) Operating method of high-temperature heat pipe, and high-temperature heat pipe
Samant et al. Absorptivity transition in the 1.06 μm wavelength laser machining of structural ceramics
CN203699919U (en) Multipoint temperature-control high-temperature graphitization furnace
CN104165898A (en) Large-temperature-gradient Bridgman furnace
NZ710997A (en) Gasified-gas generation system
KR101444288B1 (en) Boiler using using microwave heat generator
Zhang et al. Experimental and numerical study on induction heating performance of quaternary nitrate‐nitrite molten salt
JP6302694B2 (en) Solar power generator
CN204101489U (en) Large thermograde bridgman furnace
KR20010084752A (en) Heating apparatus using dielectric heating of heat-transfer oil
WO2022061151A3 (en) Systems and methods for nuclear fusion
CN203550534U (en) Microwave-assisted sintering furnace
RU2010138849A (en) METHOD FOR PRODUCING THERMAL ENERGY FROM ELECTRIC AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION KUTER PETROV
CN101307434A (en) Gradient heater for substrate
RU188739U1 (en) ELECTRIC HEATED PIPE
CN211005714U (en) Preparation device of diamond film

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120619