RU2751688C1 - Heat pipe of variable power - Google Patents

Heat pipe of variable power Download PDF

Info

Publication number
RU2751688C1
RU2751688C1 RU2020141452A RU2020141452A RU2751688C1 RU 2751688 C1 RU2751688 C1 RU 2751688C1 RU 2020141452 A RU2020141452 A RU 2020141452A RU 2020141452 A RU2020141452 A RU 2020141452A RU 2751688 C1 RU2751688 C1 RU 2751688C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat pipe
condensate
area
solution
heat
Prior art date
Application number
RU2020141452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Витальевич Алтунин
Original Assignee
Константин Витальевич Алтунин
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 Константин Витальевич Алтунин filed Critical Константин Витальевич Алтунин
Priority to RU2020141452A priority Critical patent/RU2751688C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751688C1 publication Critical patent/RU2751688C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

Abstract

FIELD: heat engineering.
SUBSTANCE: heat pipe of variable power is comprised of main elements including the body of the heat pipe, valves, a solution supply branch pipe, units for temperature control of the condensation and evaporation area with thermocouples, signal supply channels, a condensate collection tube, a level gauge, a condensate part collector, a heat pipe control unit, discharge channels, solution and condensate. The heat pipe is arbitrarily divided into three areas: an evaporation area, a condensation area and a transport area. The main idea of operation of the heat pipe consists in regulating the power of the heat pipe by means of changing the boiling point of the solution and the volume thereof in the evaporation area by adjusting the supply of condensate into the heat pipe, a fraction whereof can remain in the condensate part collector.
EFFECT: heat pipe can operate in manual and automatic modes.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники.The invention relates to the field of heat engineering.

Известно изобретение «Гравитационная тепловая труба» (см. Абросимов А.И., Гвоздик В.И., Минкин М.А. Гравитационная тепловая труба, Патент на ИЗ RU №2387937, МПК F28D 15/02, Опубл. 27.04.2010, Бюл. №12), содержащая герметичный частично заполненный жидким теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной, причем корпус в зоне испарения и в транспортной зоне или в какой-либо одной из этих зон имеет, по меньшей мере, одну вставку, выполненную в виде сильфона, соединенного цилиндрическими наконечниками с секциями корпуса, между которыми расположена вставка, сильфон заключен в эластичный металлический чулок, концы которого закреплены на указанных наконечниках, вставка снабжена также жесткой съемной обоймой для фиксации взаимного положения секций корпуса, между которыми находится вставка, выполненной с возможностью размещения вокруг указанного чулка и крепления ее к примыкающим к вставке секциям корпуса. Технический результат - конструкция трубы обеспечивает лучшую технологичность производства, транспортирования и установки ее в рабочее положение на объекте использования.Known invention "Gravitational heat pipe" (see Abrosimov A.I., Gvozdik V.I., Minkin MA Gravitational heat pipe, Patent from RU No. 2387937, IPC F28D 15/02, Publ. Bull. No. 12), containing a sealed housing partially filled with a liquid heat carrier with zones of evaporation, condensation and a transport zone, and the housing in the evaporation zone and in the transport zone or in any one of these zones has at least one insert made in the form of a bellows connected by cylindrical tips with body sections, between which the insert is located, the bellows is enclosed in an elastic metal stocking, the ends of which are fixed on the said tips, the insert is also equipped with a rigid removable holder for fixing the relative position of the body sections, between which there is an insert made with the possibility of placing around the specified stocking and attaching it to the body sections adjacent to the insert. EFFECT: pipe design provides better manufacturability of production, transportation and installation in working position at the object of use.

Недостатком данного изобретения является: отсутствие регулирования мощности тепловой трубы в широком диапазоне значений.The disadvantage of this invention is: the lack of regulation of the power of the heat pipe in a wide range of values.

Известно изобретение «Плоская тепловая труба» (см. Кисеев В.М., Белоногов А.Г., Беляев А.А. Плоская тепловая труба, Авт. св. СССР №1377561, МПК F28D 15/02, Опубл. 29.02.1988, Бюл. №8), относящееся к теплопередающим устройствам и работающее при любой ориентации тепловой трубы в гравитационном поле. Капиллярный щелевой канал корпуса сообщен с обводным каналом, при тепло- и массепереносе через трубу в канале возникает снарядный режим течения парожидкостной среды. Снабжение конденсатом участков канала в зонах подвода тепла осуществляется из специальных каналов.Known invention "Flat heat pipe" (see Kiseev V.M., Belonogov A.G., Belyaev A.A. , Bulletin No. 8), related to heat transfer devices and operating at any orientation of the heat pipe in the gravitational field. The capillary slotted channel of the body is in communication with the bypass channel; during heat and mass transfer through the pipe, a slug flow of a vapor-liquid medium arises in the channel. Condensate supply to the channel sections in the heat supply zones is carried out from special channels.

Недостатком данного изобретения является: отсутствие регулирования мощности тепловой трубы в широком диапазоне значений.The disadvantage of this invention is: the lack of regulation of the power of the heat pipe in a wide range of values.

Известно изобретение «Регулируемая тепловая труба» (см. Каландаришвили А.Г., Михеев В.К. Регулируемая тепловая труба, Авт. св. СССР №1227928, МПК F28D 15/02, Опубл. 30.04.1986, Бюл. №16), содержащая корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, и установленную в нем с зазором заслонку, имеющую возможность осевого перемещения, причем с целью упрощения конструкции заслонка выполнена в виде поршня, а зазор - капиллярным, при этом на стенках корпуса в зоне транспорта установлены ограничители хода поршня.Known invention "Adjustable heat pipe" (see Kalandarishvili AG, Mikheev VK Adjustable heat pipe, ed. St. USSR No. 1227928, IPC F28D 15/02, publ. 04/30/1986, bull. No. 16) containing a housing with zones of evaporation, transport and condensation, and a damper installed in it with a gap, which has the possibility of axial movement, and in order to simplify the design, the damper is made in the form of a piston, and the gap is capillary, while limiters are installed on the walls of the housing in the transport zone piston stroke.

Недостатками данного изобретения являются: сложность конструкции, регулирование мощности происходит при помощи поршня без возможности регулирования температуры кипения теплоносителя в зоне испарения.The disadvantages of this invention are: the complexity of the design, the power regulation occurs with the help of a piston without the possibility of regulating the boiling point of the coolant in the evaporation zone.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение «Электродинамическая телповая труба» (см. Шкилев В.Д. Электродинамическая тепловая труба, Авт. св. СССР №909545, МПК F03D 15/02, Опубл. 28.02.82), содержащая корпус, в виде замкнутого контура с восходящей и нисходящей ветвями, в первой из которых рамещены испаритель, ионизатор, подключенный к источнику высокого напряжения, сопло, коллектор электрических зарядов, во второй - кондесатор; причем конденсатор снабжен сборником части конденсата, сообщенным посредством диэлектрической трубки с соплом, а ионизатор установлен в выходном участке трубки, введеном вовнутрь сопла по его оси и обращенном в сторону коллектора.The closest in technical essence is the invention "Electrodynamic body pipe" (see. Shkilev V.D. a closed loop with ascending and descending branches, in the first of which there is an evaporator, an ionizer connected to a high voltage source, a nozzle, a collector of electric charges, in the second - a condenser; moreover, the condenser is equipped with a collector of a part of the condensate, communicated by means of a dielectric tube with a nozzle, and the ionizer is installed in the outlet section of the tube, introduced into the inside of the nozzle along its axis and facing towards the collector.

Недостатком данного изобретения является: отсутствие регулирования температуры кипения теплоносителя и мощности тепловой трубы в широком диапазоне значений.The disadvantage of this invention is: the lack of regulation of the boiling point of the coolant and the power of the heat pipe in a wide range of values.

Решаемой задачей заявляемого изобретения является создание эффективной тепловой трубы с гибкой и надежной системой регулирования мощности.The problem to be solved of the claimed invention is to create an efficient heat pipe with a flexible and reliable power control system.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик тепловой трубы с возможностью изменения температуры кипения теплоносителя внутри для изменения требуемой мощности тепловой трубы.The technical result to be achieved by the present invention is to improve the performance of the heat pipe with the ability to change the boiling point of the coolant inside to change the required power of the heat pipe.

Технический результат достигается тем, в тепловой трубе переменной мощности, содержащей корпус, область испарения, область конденсации, транспортную область, трубку для конденсата, сборник части конденсата, находится раствор, образованный растворителем и растворенным веществом и закипающий при определенной температуре внутри корпуса тепловой трубы в области испарения при определенной концентрации растворенного вещества; имеется система регулирования температуры кипения и объема раствора, применяя сборник части конденсата, соединенный с корпусом тепловой трубы при помощи трубки сбора конденсата и сливного канала, на которых установлены вентили; причем тепловая труба переменной мощности может содержать автоматическую систему регулирования температуры кипения и объема раствора в области испарения при помощи блока управления тепловой трубой, блока контроля температуры в области конденсации, блока контроля температуры области испарения, уровнемера, причем блоки контроля температур содержат термопары для измерения температуры, блок управления тепловой трубой соединен с вентилями, блоками контроля температур и уровнемером посредством каналов подачи сигналов.The technical result is achieved by the fact that in a heat pipe of variable power, containing a housing, an evaporation area, a condensation area, a transport area, a condensate tube, a collector of a part of the condensate, there is a solution formed by a solvent and a dissolved substance and boiling at a certain temperature inside the heat pipe body in the area evaporation at a certain concentration of solute; there is a system for regulating the boiling point and volume of the solution, using a collector of part of the condensate, connected to the heat pipe body by means of a condensate collection tube and a drain channel, on which valves are installed; moreover, a heat pipe of variable power may contain an automatic system for regulating the boiling point and volume of the solution in the evaporation area using a heat pipe control unit, a temperature control unit in the condensation area, a temperature control unit for the evaporation area, a level gauge, and the temperature control units contain thermocouples for temperature measurement, the heat pipe control unit is connected to the valves, temperature control units and the level meter by means of signaling channels.

Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим фиг. 1, где: 1 - область испарения, 2 - корпус тепловой трубы, 3, 14, 23, 27 - вентили, 4 - патрубок подвода раствора, 5 - транспортная область, 6 - пленка конденсата, 7 - пары, 8 - блок контроля температуры области конденсации, 9, 10 - термопары, 11 - область конденсации, 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26 - каналы подачи сигнала, 13 - трубка сбора конденсата, 17 - уровнемер, 18 - конденсат, 19 - сборник части конденсата, 20 - блок управления тепловой трубой, 22 - канал слива конденсата, 28 - канал слива раствора, 29 - блок контроля температуры области испарения, 30, 31 - термопары, 32 - раствор.To clarify the technical essence of the invention, consider FIG. 1, where: 1 - evaporation area, 2 - heat pipe body, 3, 14, 23, 27 - valves, 4 - solution supply branch pipe, 5 - transport area, 6 - condensate film, 7 - vapors, 8 - temperature control unit condensation areas, 9, 10 - thermocouples, 11 - condensation area, 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26 - signal supply channels, 13 - condensate collection tube, 17 - level gauge, 18 - condensate, 19 - part collector condensate, 20 - heat pipe control unit, 22 - condensate drain channel, 28 - solution drain channel, 29 - evaporation area temperature control unit, 30, 31 - thermocouples, 32 - solution.

На фиг. 1 термопары 9, 10 относятся к блоку контроля температуры 8 области конденсации, термопары 30, 31 - к блоку контроля температуры 29 области испарения. Корпус тепловой трубы 2 может быть выполнен из металлического стального сплава. В качестве кипящего теплоносителя внутри тепловой трубы используется раствор 32, который может быть образован пресной водой в качестве растворителя и солью NaCl в качестве растворенного вещества (при необходимости можно подобрать более подходящие растворители и соли). Термопара 9 находится на поверхности корпуса тепловой трубы 2 в области конденсации 11, термопара 10 - внутри для измерения текущей температуры конденсата. Термопара 30 находится на поверхности корпуса тепловой трубы 2 в области испарения 1, термопара 31 - внутри для измерения текущей температуры раствора 32. Каналы подачи сигнала 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26 могут быть выполнены в виде металлических проводов с изоляцией снаружи. Регулирование вентилей 3, 14, 23, 27 может осуществляться вручную или автоматически, в последнем случае могут применяться специальные электродвигатели небольшой мощности (в описании и на фиг. не показаны), подключенные к блоку управления тепловой трубой (БУТТ) при помощи соответствующих каналов подачи сигнала.FIG. 1 thermocouples 9, 10 refer to the temperature control unit 8 of the condensation area, thermocouples 30, 31 - to the temperature control unit 29 of the evaporation area. The heat pipe body 2 can be made of a metal steel alloy. Solution 32 is used as a boiling heat carrier inside the heat pipe, which can be formed by fresh water as a solvent and NaCl salt as a solute (if necessary, more suitable solvents and salts can be selected). Thermocouple 9 is located on the surface of the heat pipe body 2 in the area of condensation 11, thermocouple 10 is inside to measure the current temperature of the condensate. Thermocouple 30 is located on the surface of the heat pipe 2 in the area of evaporation 1, the thermocouple 31 is inside to measure the current temperature of the solution 32. Signal channels 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26 can be made in the form of metal wires with insulation outside. The regulation of valves 3, 14, 23, 27 can be carried out manually or automatically, in the latter case, special electric motors of low power (not shown in the description and in the figure) can be used, connected to the heat pipe control unit (BUTT) using the corresponding signal supply channels ...

Работа тепловой трубы переменной мощности:Variable power heat pipe operation:

Тепловая труба работает следующим образом. Вначале при открытом вентиле 3 по патрубку подвода раствора 4 в корпус тепловой трубы 2 подается раствор, содержащий пресную воду и соль (или несколько солей), до достаточного уровня внутри тепловой трубы, вентиль 27 - в закрытом положении. Далее вентиль 3 перекрывается. При подводе теплоты Q от источника тепла (например, горячей жидкости в качестве внешнего теплоносителя) в область испарения 1 раствор 32 может закипеть при температуре кипения при данном давлении внутри тепловой трубы. Горячие пары 7 испаряются и поднимаются вверх. Далее пары 7 охлаждаются в области конденсации 11 (с другой стороны области конденсации находится холодный теплоноситель, который необходимо нагреть, в описании и на фиг. 1 не обозначен), выделяется тепло Q'. На стенках области испарения 11 появляются капли конденсата, который затем объединяются и под влиянием силы гравитации жидкий конденсат 18 стекает вниз по внутренней стенке корпуса тепловой трубы 2, образуя пленку конденсата 6. Тем самым, в транспортной области 5 происходят два основных процесса: движение паров вверх и стекание конденсата вниз. Таким образом, происходит основная работа тепловой трубы.The heat pipe works as follows. First, when valve 3 is open, a solution containing fresh water and salt (or several salts) is fed through the solution supply pipe 4 into the heat pipe body 2 to a sufficient level inside the heat pipe, valve 27 is in the closed position. Further, valve 3 is closed. When heat Q is supplied from a heat source (for example, a hot liquid as an external heat carrier) into the evaporation region 1, solution 32 can boil at the boiling point at a given pressure inside the heat pipe. Hot vapors 7 evaporate and rise upward. Further, the vapors 7 are cooled in the condensation area 11 (on the other side of the condensation area there is a cold heat carrier that needs to be heated, not indicated in the description and in Fig. 1), heat Q 'is released. Droplets of condensate appear on the walls of the evaporation region 11, which then combine and, under the influence of gravity, the liquid condensate 18 flows down the inner wall of the heat pipe body 2, forming a condensate film 6. Thus, two main processes take place in the transport region 5: the movement of vapors upward and the condensate dripping down. Thus, the main work of the heat pipe takes place.

При необходимости возможно изменять температуру кипения раствора 32. Для повышения температуры кипения раствора 32 необходимо перевести вентиль 14 в открытое положение, тем самым, большая часть конденсата будет стекать по трубке сбора кондесата 13 в сборник части конденсата 19, где при помощи уровнемера 17 возможно измерять текущий уровень конденсата 18. Таким образом, объем раствора 32 в области испарения 1 будет меньше, а концентрация соли (или нескольких солей при необходимости) - выше, т.е. температура кипения раствора 32 становится выше, а значит возможно снизить тепловой поток Q, отнимаемый у горячего теплоносителя.If necessary, it is possible to change the boiling point of the solution 32. To increase the boiling point of the solution 32, it is necessary to move the valve 14 to the open position, thereby, most of the condensate will drain through the condensate collection tube 13 into the condensate part 19 collector, where it is possible to measure the current condensate level 18. Thus, the volume of solution 32 in the area of evaporation 1 will be less, and the concentration of salt (or several salts, if necessary) will be higher, i.e. the boiling point of solution 32 becomes higher, which means that it is possible to reduce the heat flux Q taken from the hot coolant.

Аналогичным образом возможно понизить температуру кипения раствора 32: вентиль 23 переводится в открытое положение, часть конденсата 18 подается из сборника части конденсата 19 в область испарения 1, в которой объем раствора 32 увеличивается, а концентрация соли (или нескольких солей при необходимости) уменьшается, понижается температура кипения раствора 32, тепловой поток Q, отнимаемый от горячего теплоносителя, повышается.Similarly, it is possible to lower the boiling point of solution 32: valve 23 is moved to the open position, part of the condensate 18 is fed from the collector of part of the condensate 19 to the evaporation region 1, in which the volume of solution 32 increases, and the concentration of salt (or several salts, if necessary) decreases, decreases the boiling point of the solution is 32, the heat flux Q taken away from the hot coolant increases.

Тепловая труба может функционировать не только в ручном, но и в автоматическом режиме. В этом случае вся текущая информация попадает в БУТТ посредством каналов подачи сигналов 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26.The heat pipe can function not only in manual but also in automatic mode. In this case, all current information enters the BUTT by means of signaling channels 12, 15, 16, 21, 24, 25, 26.

БУТТ может быть выполнен в виде автоматического вычислительного блока, содержащего процессор, электропровода, блоки охлаждения и питания, необходимые устройства ввода и вывода информации, устройство хранения информации, например, в виде жесткого диска или флеш-карты и т.п.(в описании и на фиг. 1 не приведены).BUTT can be made in the form of an automatic computing unit containing a processor, electrical wires, cooling and power supply units, necessary input and output devices, an information storage device, for example, in the form of a hard disk or flash card, etc. (in the description and not shown in Fig. 1).

БУТТ выдает команды на регулирование концентрации раствора 32 и температуры кипения в области испарения 1 в соответствии с заложенными алгоритмами и необходимой требуемой мощностью тепловой трубы. Например, для повышения температуры кипения раствора 32 и снижения мощности тепловой трубы БУТТ по каналу подачи сигнала 15 выдает команду вентилю 14 на открытие трубки сбора конденсата 13, по которой конденсат будет подаваться в сборник части конденсата 19. Получение сигнала от уровнемера 17 по каналу подачи сигнала 16 позволит БУТТ скорретировать объем конденсата 18, переведя на время вентиль 14 в закрытое положение. При закрытом вентиле 23 конденсат не сможет попасть обратно внутрь корпуса тепловой трубы 2, а значит концентрация соли в области испарения 1 возрастет, что повлечет за собой повышение температуры кипения и снижение теплового потока Q. Блок контроля температуры области конденсации 8 и блок контроля температуры области испарения 29 при помощи соответствующих термопар 9, 10, 30, 31 производят замеры температур и посылают сигналы в БУТТ. При необходимости слива раствора 32 БУТТ подает команду через канал подачи сигнала 26 на открытие вентиля 27, раствор 32 покидает корпус тепловой трубы 2. Аналогичным образом при подаче сигнала от БУТТ посредством канала подачи сигнала 21 вентиль 3 переходит в открытое положение и при разности давлений свежая порция раствора 32 поступает внутрь корпуса тепловой трубы 2 в область испарения 1.BUTT issues commands to regulate the concentration of the solution 32 and the boiling point in the evaporation area 1 in accordance with the laid down algorithms and the required required power of the heat pipe. For example, to increase the boiling point of the solution 32 and reduce the power of the heat pipe, the BUTT through the signal supply channel 15 issues a command to the valve 14 to open the condensate collection tube 13, through which the condensate will be supplied to the condensate part 19 collector. Receiving a signal from the level gauge 17 through the signal supply channel 16 will allow the BUTT to adjust the volume of condensate 18 by moving valve 14 to the closed position for a while. With valve 23 closed, condensate will not be able to get back into the heat pipe 2 housing, which means that the salt concentration in the evaporation area 1 will increase, which will lead to an increase in the boiling point and a decrease in the heat flux Q. The condensation area temperature control unit 8 and the evaporation area temperature control unit 29, using the appropriate thermocouples 9, 10, 30, 31, take temperature measurements and send signals to the BUTT. If it is necessary to drain the solution 32, the BUTT sends a command through the signal supply channel 26 to open the valve 27, the solution 32 leaves the heat pipe body 2. Similarly, when the signal from the BUTT is sent through the signal channel 21, the valve 3 goes to the open position and at a pressure difference a fresh portion solution 32 enters the inside of the heat pipe 2 into the evaporation area 1.

Известно, что тепловой поток Q может быть вычислен по формуле теплообмена (см. Савин И.К. Теоретические основы теплотехники (Краткий курс). Ч.П. Теплопередача: Учеб. пособие / И.К. Савин. - Петрозаводск: Изд-во Петр-ГУ, 2008. - 172 с.):It is known that the heat flux Q can be calculated by the heat transfer formula (see I.K.Savin. Theoretical foundations of heat engineering (Short course). Ch.P. Heat transfer: Textbook / IK Savin. - Petrozavodsk: Publishing house Peter-GU, 2008 .-- 172 p.):

Figure 00000001
Figure 00000001

где F - площать теплосъема, м2; α - коэффициент теплоотдачи, [Вт/м2⋅К]; Δt - разность температур, [°С], в случае развитового пузырькового кипения:where F is the heat removal area, m 2 ; α is the heat transfer coefficient, [W / m 2 ⋅K]; Δt is the temperature difference, [° С], in the case of developed nucleate boiling:

Figure 00000002
Figure 00000002

tw - температура стенки, ts - температура насыщения жидкости.t w is the wall temperature, t s is the saturation temperature of the liquid.

Если жидкостью является пресная вода, то коэффициент теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении при данном давлении р [бар] можно подсчитать по формуле (см. Болгарский А.В., Голдобеев В.И., Идиатуллин Н.С., Толкачев Д.Ф., Сборник задач по термодинамике и теплопередаче. Учебн. пособие для авиационных вузов. - М.: Высшая школа, 1972. - С. 214.):If the liquid is fresh water, then the heat transfer coefficient at developed nucleate boiling at a given pressure p [bar] can be calculated by the formula (see Bolgarskiy A.V., Goldobeev V.I., Idiatullin NS, Tolkachev D.F. , Collection of problems on thermodynamics and heat transfer. Textbook for aviation universities. - M .: Higher school, 1972. - S. 214.):

Figure 00000003
Figure 00000003

При увеличении объема конденсата 18 в сборнике части конденсата 19 снижается объем раствора 32 в области испарения 1, тем самым, уменьшается площадь контакта жидкого раствора 32 со стенками корпуса тепловой трубы 2, т.е. площадь F становится меньше; увеличивается концентрация соли (соль не содержится в конденсате), что ведет к увеличению температуры кипения, т.е. температуры максимального насыщения раствора ts, что приводит к снижению разности температур Δt, исходя из этого по формулам (1), (3) снижается тепловой поток Q (при неизменном давлении р), а значит и общая мощность тепловой трубы.With an increase in the volume of condensate 18 in the collector of part of the condensate 19, the volume of the solution 32 in the evaporation region 1 decreases, thereby reducing the contact area of the liquid solution 32 with the walls of the heat pipe body 2, i.e. the area F becomes smaller; the salt concentration increases (salt is not contained in the condensate), which leads to an increase in the boiling point, i.e. the temperature of the maximum saturation of the solution t s , which leads to a decrease in the temperature difference Δt, based on this, according to formulas (1), (3), the heat flux Q decreases (at a constant pressure p), and hence the total power of the heat pipe.

Достоинства данного устройства:The advantages of this device:

1) Отсутствие дополнительных движущихся элементов в виде поршней и т.п., что повышает надежность;1) Lack of additional moving elements in the form of pistons, etc., which increases reliability;

2) Гибкая система регулирования температуры кипения раствора и общей мощности тепловой трубы;2) Flexible system for regulating the boiling point of the solution and the total power of the heat pipe;

3) Нет необходимости изменения температуры кипения раствора путем изменения давления внутри тепловой трубы, т.е. данное техническое устройство более просто в изготовлении и эксплуатации;3) There is no need to change the boiling point of the solution by changing the pressure inside the heat pipe, i.e. this technical device is easier to manufacture and operate;

4) Тепловая труба может функционировать в ручном и автоматическом режимах.4) The heat pipe can operate in manual and automatic modes.

Данное техническое устройство может эффективно применяться, например, когда необходимо поддерживать температуру нагрева второго теплоносителя, контактирующего со стенками тепловой трубы со стороны области конденсации, на определенном уровне при изменении температуры первого горячего теплоносителя.This technical device can be effectively used, for example, when it is necessary to maintain the heating temperature of the second heat carrier in contact with the walls of the heat pipe from the side of the condensation region at a certain level when the temperature of the first hot heat carrier changes.

Таким образом, новая тепловая труба переменной мощности является надежным и простым устройством передачи тепла между теплоносителями с разной температурой и может применяться в промышленности и в быту в качестве теплообменного аппарата.Thus, the new heat pipe of variable power is a reliable and simple device for transferring heat between heat carriers with different temperatures and can be used in industry and in everyday life as a heat exchanger.

Claims (2)

1. Тепловая труба переменной мощности, содержащая корпус, область испарения, область конденсации, транспортную область, трубку для конденсата, сборник части конденсата, отличающаяся тем, что содержит раствор, образованный растворителем и растворенным веществом и закипающий при определенной температуре внутри корпуса тепловой трубы в области испарения при определенной концентрации растворенного вещества; систему регулирования температуры кипения и объема раствора, применяя сборник части конденсата, соединенный с корпусом тепловой трубы при помощи трубки сбора конденсата и канала слива конденсата, на которых установлены вентили.1. A heat pipe of variable power, containing a body, an evaporation area, a condensation area, a transport area, a condensate tube, a collection of a part of the condensate, characterized in that it contains a solution formed by a solvent and a dissolved substance and boils at a certain temperature inside the heat pipe body in the area evaporation at a certain concentration of solute; a system for regulating the boiling point and volume of the solution, using a collector for part of the condensate connected to the heat pipe body by means of a condensate collection tube and a condensate drain channel, on which valves are installed. 2. Тепловая труба переменной мощности по п. 1, отличающаяся тем, что содержит автоматическую систему регулирования температуры кипения раствора и объема раствора в области испарения при помощи блока управления тепловой трубой, блока контроля температуры в области конденсации, блока контроля температуры области испарения, уровнемера, причем блоки контроля температур содержат термопары для измерения температур, блок управления тепловой трубой соединен с вентилями, блоками контроля температур и уровнемером посредством каналов подачи сигналов.2. A heat pipe of variable power according to claim 1, characterized in that it contains an automatic system for regulating the boiling point of the solution and the volume of the solution in the evaporation area using a heat pipe control unit, a temperature control unit in the condensation area, a temperature control unit for the evaporation area, a level gauge, moreover, the temperature control units contain thermocouples for measuring temperatures, the heat pipe control unit is connected to valves, temperature control units and a level gauge by means of signal supply channels.
RU2020141452A 2020-12-15 2020-12-15 Heat pipe of variable power RU2751688C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141452A RU2751688C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Heat pipe of variable power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141452A RU2751688C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Heat pipe of variable power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751688C1 true RU2751688C1 (en) 2021-07-15

Family

ID=77019611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141452A RU2751688C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Heat pipe of variable power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751688C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU909545A1 (en) * 1979-03-26 1982-02-28 Институт Прикладной Физики Ан Мсср Electrohydrodynamic heat pipe
SU1177647A1 (en) * 1984-03-29 1985-09-07 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Electrohydrodynamic heat tube
EA025665B1 (en) * 2012-06-04 2017-01-30 Мобайл Комфорт Холдинг Method of regulating a plant comprising cogenerating installations and thermodynamic systems intended for air conditioning and/or heating

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU909545A1 (en) * 1979-03-26 1982-02-28 Институт Прикладной Физики Ан Мсср Electrohydrodynamic heat pipe
SU1177647A1 (en) * 1984-03-29 1985-09-07 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Electrohydrodynamic heat tube
EA025665B1 (en) * 2012-06-04 2017-01-30 Мобайл Комфорт Холдинг Method of regulating a plant comprising cogenerating installations and thermodynamic systems intended for air conditioning and/or heating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Louahlia-Gualous et al. An experimental study of evaporation and condensation heat transfer coefficients for looped thermosyphon
McComas et al. Combined free and forced convection in a horizontal circular tube
CN109791026A (en) Thermal siphon for the storage device that temperature is adjusted
CN104040280A (en) Cooling device
López-Navarro et al. Experimental investigation of the temperatures and performance of a commercial ice-storage tank
Vasta et al. Experimental assessment and numerical study of a pump-assisted loop heat pipe for high capacity thermal systems
RU2751688C1 (en) Heat pipe of variable power
Habert Falling film evaporation on a tube bundle with plain and enhanced tubes
Kammuang-Lue et al. Effect of working fluids on thermal characteristic of a closed-loop pulsating heat pipe heat exchanger: A case of three heat dissipating devices
Naphon et al. Effect of sintering columns on the heat transfer and flow characteristics of the liquid cooling vapor chambers
Cataldo et al. Experimental performance of completely passive single and recirculating loop thermosyphon cooling systems using low GWP R1234ze and R1234yf
Huang et al. Experimental investigation on the heat transfer characteristics and flow pattern in vertical narrow channels heated from one side
US10065162B2 (en) Heating and cooling apparatus
RU2691777C1 (en) Method of controlling temperature of a liquid coolant at the outlet of an evaporator of a vapor pressure refrigeration unit
RU2408919C1 (en) Thermal stabilisation device of radioelectronic equipment
RU2275764C1 (en) Thermal pipe with forced liquid circulation and thermal pipe for cooling notebooks
US1974121A (en) Control device for a heat transfer system
CN2573068Y (en) Miniature adjustable thermostat
SE463533B (en) Arrangement for temperature-based refrigerant control in a heat pump
Eda et al. Experimental study of boiling heat transfer and pressure drop of R32 inside horizontal multiport tube with circular minichannels
RU2704570C1 (en) Shaft plant for heat transfer over long distances at low temperature differences
Hirasawa et al. TRANSIENT HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF INCLINED LOOP-THERMOSYPHON-TYPE HEAT PIPE FOR SOLAR COLLECTOR WITH CHANGING INPUT SOLAR HEAT FLUX
Pratt et al. Effects of Thermo Capillary Stresses on the Capillary Limit of Capillary-Driven Heat Transfer Devices
Wulz et al. Heat and fluid transport in an evaporative capillary pump
Sun et al. Evaluation of pulsating heat pipes for outdoor telecom equipment