SU461295A1

SU461295A1 - Heat pipe

Info

Publication number: SU461295A1
Application number: SU1672875A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Герасимович Шашков; Леонард Леонидович Васильев
Original assignee: Институт Ордена Трудового Красного Знамени Тепло- И Массообмена Ан Белорусской Сср
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1975-02-25

Description

(54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА(54) HEAT PIPE

1one

Изобретение касаетс тепловых труб, в которых возврат жидкого рабочего тела из зоны конденсации в зону испарени обеспечиваетс центробежными силами.The invention relates to heat pipes in which the return of a liquid working fluid from the condensation zone to the evaporation zone is provided by centrifugal forces.

Известны бесфитильные центробежные тепловые трубы, выполненные в виде герметичного корпуса с осевым отверстием, образованного соосными наружной и внутренней поверхност ми вращени , например, в виде сплющенного тора, частично заполненного рабочим телом, измен ющим свое агрегатное состо ние в процессе замкнутой циркул ции между зонами испарени и конденсации, и возвратом жидкости в зону испарени под действием центробежных сил.Bespodilny centrifugal heat pipes are known, made in the form of a hermetic body with an axial bore formed by coaxial outer and inner surfaces of rotation, for example, in the form of a flattened torus partially filled with working fluid, which changes its state of aggregation during closed circulation between evaporation zones. and condensation, and returning the liquid to the evaporation zone under the action of centrifugal forces.

В таких центробежных тепловых трубах перенос тепловой энергии обеспечиваетс , в основном , в осевом направлении за счет кривизны поверхности, так как диаметр трубы в зоне испарени превышает диаметр трубы в зонах конденсации, что существенно ограничивает практическую область применени подобных труб.In such centrifugal heat pipes, thermal energy transfer is mainly provided in the axial direction due to the curvature of the surface, since the diameter of the pipe in the evaporation zone exceeds the diameter of the pipe in the condensation zones, which significantly limits the practical field of application of such pipes.

Цель изобретени - повысить термодинамическую эффективность тепловых труб.The purpose of the invention is to increase the thermodynamic efficiency of heat pipes.

Дл этого внутренн поверхность вращени тепловой трубы снабжена нарезкой, а осевое отверстие выполнено в виде канала дл циркулирующего хладагента.For this, the internal surface of the rotation of the heat pipe is provided with cutting, and the axial hole is made in the form of a channel for the circulating refrigerant.

При таком выполнении тепловой трубы обеспечиваетс не осевой, а радиальный перенос тепловой энергии, так как внутренн поверхность вращени трубы образует зону конденсации рабочего тела, омываемую снаружи циркулирующим во вращающемс канале хладагентом . Хладагент с помощью сил трени о стенки вращающегос канала закручиваетс , турбулизкруетс , обеспечива интенсификацию теплообмена по всей длине зоны конденсации тепловой трубы. Дл улучщени условий разбрызгивани капель жидкого рабочего тела и равномерного смачивани зоны испарени на внещней поверхности вращени тепловой трубы внутренн поверхность вращени трубы имеет нарезки, например винтовые , которые служат центрами отрыва капель. На чертеже показана предложенна труба. Теплова труба выполнена в виде герметичного корпуса 1, например в виде сплющенногоWith this arrangement, the heat pipe provides not axial, but radial transfer of thermal energy, since the inner surface of the rotation of the pipe forms the condensation zone of the working fluid, washed by the outside of the coolant circulating in the rotating channel. The coolant is twisted by means of friction against the walls of the rotating channel, turbulent, ensuring the intensification of heat exchange along the entire length of the heat pipe condensation zone. To improve the conditions of splashing of droplets of a liquid working fluid and uniformly wetting the evaporation zone on the outer surface of rotation of the heat pipe, the inner surface of the rotation of the pipe has cuts, for example screw, which serve as droplet detachment centers. The drawing shows the proposed pipe. The heat pipe is made in the form of a hermetic body 1, for example in the form of a flattened

тора.Torah.

Корпус образован наружной 2 и внутренней 3 поверхност ми вращени . Внутренн поверхность вращени 3 жестко вмонтирована во вращающийс канал 4, по которому циркулирует хладагент, например газ или жидкость.The housing is formed by an outer 2 and an inner 3 surface of revolution. The inner surface of rotation 3 is rigidly mounted in the rotating channel 4 through which the refrigerant circulates, such as gas or liquid.

Стенки герметичного корпуса 1 изготовленыThe walls of the sealed enclosure 1 are made

из материала с хорошей теплопроводностью,from a material with good thermal conductivity,

например меди.for example copper.

Корпус 1 частично заполнен подход щимCase 1 partially filled with suitable

рабочим телом, например водой, аммиаком.working fluid, such as water, ammonia.

ртутью, в количестве, необходимом дл покрыти его стенок жидкостью во врем работы тепловой трубы. На внутренней поверхности 3 вращени нанесена нарезка 5 дл отрыва капель жидкости.mercury in an amount necessary to cover its walls with liquid during operation of the heat pipe. Cutting 5 is applied on the inner surface of rotation 3 to detach liquid droplets.

К наружной поверхности 2 вращени корпуса 1 в зоне испарени подводитс тепло, например , в виде излучени лазера или струи гор чего газа. Тонка пленка жидкого рабочего тела, образуема при вращении канала 4 совместно с герметичным корпусом 1, под действием центробежных сил равномерно смачивает зону испарени . Образующийс при этом пар под действием градиента давлени перемещаетс в зоне конденсации трубы, образованной внутренней поверхностью вращени 3. За счет обдувапоследней циркулирующим в канале 4 хладагентом пар конденсируетс в жидкость, передава тепло нагреваемому хлад .агенту. Капли жидкости под действием центробежных сил отбрасываютс к периферии корпуса 1, причем возврату жидкости способствуют регул рные центры отрыва капель в виде нарезки 5 на внутренней поверхности 3 вращени . В зоне испарени трубы жидкость снова испар етс с поглощением тепла от источника нагрева, т. е. осуществл етс замкнута циркул ци рабочего тела внутри гермеJ 2Heat is applied to the outer surface 2 of rotation of the housing 1 in the evaporation zone, for example, in the form of laser radiation or a jet of hot gas. A thin film of a liquid working medium, which is formed when the channel 4 is rotated together with the hermetic casing 1, under the action of centrifugal forces, wets the evaporation zone uniformly. The resulting vapor under the action of the pressure gradient moves in the condensation zone of the pipe formed by the inner surface of rotation 3. Due to the blowing of the last refrigerant circulating in channel 4, the vapor condenses into a liquid, transferring heat to the heated refrigerant. Liquid droplets under the action of centrifugal forces are thrown to the periphery of the housing 1, and the regular detachment centers of the droplets in the form of slicing 5 on the inner surface 3 of rotation facilitate the return of the liquid. In the evaporation zone of the pipe, the liquid evaporates again with the absorption of heat from the heating source, i.e., the working medium is closed circulated inside the hermeJ2

тичного корпуса I, обеспечивающа нагрев циркулирующего в канале 4 хладагента.This case provides heating of the coolant circulating in channel 4.

Теплова труба подобной конструкции может быть использована, например, в пищевой 5 промыщленности дл пастеризации молока, в медицине дл тепловой обработки препаратов, в атомных реакторах дл нагрева теплоносител и т. д.A heat pipe of similar design can be used, for example, in the food industry for pasteurization of milk, in medicine for heat treatment of preparations, in atomic reactors for heating the heat transfer medium, etc.

Возможна компоновка нескольких последовательно расположенных центробежных тепловых труб на одном вращающемс канале с хладагентом. Нарезка может быть выполнена на всех стенках герметичного корпуса.The arrangement of several consecutive centrifugal heat pipes on one rotating channel with a refrigerant is possible. Cutting can be performed on all walls of the sealed enclosure.

5Предмет изобретени 5 of the invention

Теплова труба, выполненна в виде герметичного корпуса с осевым отверстием, образованного соосно расположенными наружной и внутренней поверхност ми вращени , например, в виде сплющенного тора, частично заполненного рабочим телом, с возвратом жидкости из зоны конденсации под действием центробежных сил, отличающа с тем, что, с целью повыщени термодинамической эффективности, внутренн поверхность вращени снабжена нарезкой, а осевое отверстие выполнено в виде канала дл циркулирующего хладагента.A heat pipe made in the form of a hermetic case with an axial hole formed by coaxially arranged outer and inner surfaces of rotation, for example, in the form of a flattened torus partially filled with working fluid, with the return of fluid from the condensation zone under the action of centrifugal forces, which is , in order to increase the thermodynamic efficiency, the internal surface of the rotation is provided with cutting, and the axial hole is made in the form of a channel for the circulating refrigerant.