SU658392A1 - Теплова труба - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к теплотехнике, а более конкретно к тепловым .трубам, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах в качестве эффективных тсплоотводов, в частности .дл  охлаждени  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны тепловые трубы, состо щие из герметичного корпуса и капилл рной структуры , заполненной рабочей жидкостью jt.

Однако в этих устройствах величина передаваемого теплового потока определ етс  величиной капилл рного напора фитил  и гидравлическим сопротивлением жидкостного канала. Кроме того, эти тепловые трубы имеют большие значени  термического сопротивлени  контакта между корпусом и фитилем и термического сопротивлени  фитил , заполненного жидкостью. Снижение их термического сопротивлени  имеет важное значение, так как используемые низкотемпературные жидкости (вода, аммиак, ацетон и т. п.) имеют небольшие значени  коэффициента теплопроводности.

Известны тепловые трубы с испарительной транспортной и конденсационной зонами , содержащие герметичный корпус в виде кольцевых втулок и капилл рную структуру , размещенную на стенках корпуса 2. Однако в этих трубах капилл рный напор зависит от величины зазора между кольцевыми втулками, минимальный размер которого ограничен высотой выступов. При этом на участке подвода тепла образуютс  кольцевые мениски относительно большого эффективного радиуса, что ограничивает величину капилл рного напора и ухудшает

работоспособность тепловой трубы в гравитационном поле, когда жидкость движетс  против сил т жести. Термическое сопротивление этой тепловой трубы имеет значительную величину из-за наличи  термосопротивлени  сло  жидкости между корпусом и кольцевыми втулками, а также из-за того , что поверхности их не  вл ютс  теплопередающими , так как мала поверхность контакта между корпусом и проволочками и между проволочками и втулками. Эти тепловые трубы неработоспособны ,в режиме кипени  из-за неустойчивости менисков при повышенных тепловых нагрузках, что приводит к мгновенному осушению зоны подвода тепла. Установка кольцевых втулок в транспортной зоне приводит к увеличению массы тепловой трубы и гидравлического сопротивлени  парового канала. Цель изобретени  - интенсификаци  теплопереноса. Эта цель достигаетс  тем, что втулки выполнены Т-образного сечени  и герметично соединены по наружному диаметру, а между втулками установлены кольца, образующие вместе с ними капилл рную структуру . Кольца могут быть выполнены; с ра-диальными капилл рными канавками расшир ющимис  в испарительной зоне от центра к перифери) и посто нной ширнны в конденсационной зоне. Кольца в испарительной зоне со стороны корпуса могут быть вылолйены с фасками, а втулки в конденсационной зоне - с углублени мн на участках, контактнрующнх с кольцами. На фиг. i изображена предлагаема  теп лова  труба, продольный разрез; на фиг. 2- . испарительна  зона, поперечный разрез; на фиг. 3 - транспортна  зона, поперечный раэрез; на фиг. 4 - конденсационна  зона, поперечный разрез; на фиг. 5 - профиль капилл рной канавки. Теплова  труба 4Х)Держит герметичный корпус 1 с испарительн й1, транспортной и конденсационной зонами, выполненный в виде кольцевых втулок 2 Т-образного сече: ни , герметично соединенных по наружному диаметру. Между втулками 2..установлены кольца 3 (в испарительной зо1) а между втулками - «ольца 5 (в конденсационной .зоне) с образованием капилл рной структуры . Кольца 3 и 5 и втулки 2 и 4 имеют равномерно расположенные по окружности отверсти  6-9, образующие совместно с кольцевыми полост ми 10 и 11 паровой канал, и центральные отверсти , образующие артерию 12 дл  траспортировкн жидкости. На торцах колец 3 и 5 с двух сторон выполнены Травлением радиальные капилл рные канавки 13 и 14 глубиной 0,03-0,05 мм,   на кольцах 3 в испарительной зоие со стороны корпуса - фаски. Капилл рные канавки 13 выполнены на плоских частйх торцов колец 3с расширением от центра к периферии в испарительной зоне, а капилл рные канавки 14 - на торцах колец 5 посто нными по щирине в конденсационной зоне. . Втулки 2 и 4 соединены между собой по торцам и с кольцами 3 и 5 по диаметру пайкой, а в конденсационной зоне втулки выполнены с углублени ми на участках, контактирующих с кольцами. Транспортна  зона 15 образгована тонкостенными цилиндрами 16 и 17, которые пайкой соединены с примыкающими к нкм втулками 2 и 4. Кольцева  полость между цилиндрами 16 и 17 .служит д.а  транспортировки пара. Теплова  труба работает следующим образом . 658 Тепловой поток с наружной поверхноси зоны подвода тепла передаетс  за счет еплопроводности материала втулок 2. паного соединени  и колец 3 в зону капилп рных канавок 13, где происходит испарение или кипение рабочей жидкости. При ом в зависимости от величины теплового потока происходит регулирование радиуса кривизны менисков за счет наличи  фасок на кольцах 3 н переменного профил  канавок 13. Образовавщийс  пар по паровому каналу , состо щему из кольцевых полостей 10 н отверстий 6 н 8, поступает в транспортную зону 15 н далее в паровые каналы зоны отвода тепла, состо щие нз кольцевых полостей 11 н отверстий 7 и 9. Тепло, выдел ющеес  при конденсации пара, за счет теплопроводностн материала колец 5 па ных сЬедииеннй и втулок 4 передаетс  на наружную поверхность зоныотвода тепла. Конденсат, образующийс  . в кольцевых полост х И, благодар  их конусообразностн , поступает в. капилл рные канавки 14, нз которых по артери  12 транспортируетс  в зону подвода тепла за счет капилл рного напора, развиваемого в канавках 13 нрн испарении жидкости. Устройство испарительной и конденса йиониой зон при помощи с|та ных между собой втулок и колец позво.  ет осуществить подвод тепла к мениску испар ющейс  жидшкти н отвод тепла, образующийс  при конденсации пара, за счет теплопроводности коле и втулок. . Выполнение капилл рных канавок в зоне прдвода тепла с расщирением в сторону парового канала повыщает эффективность теплоотвода. н работоспособность тепловой трубы в режиме кипени ,в результате чего возрастает величина передаваемого теплового потока при малых перепадах Test ператур по длине трубы. Благодар  выполнению радиальных капилл рных канавок глубиной 0,03-0,05 мм капилл рный напор в них возрастает до 300 мм вод. ст., что позвол ет использовать тепловую трубу при работе капилл рной структуры против сил т жести. Выполнение транспортной зоны в виде двух коаксиальных тонкостенных цилиндров позвол ет снизить гидравлическое сопротивление парового канала н уменьщить массу тепловой трубы. Конструктивное рещение элементов тепловой трубы позвол ет выполн ть радиальные капилл рные канавки методом травлени , что обеспечивает возможность массотвого производства и снижение затрат на изготовлени  тепловой трубы. Формула { обретени  I. Теплова  труба с испарительной, транспортной и конденсационной зонами, содержаща  герметичный корпус в виде кольцевых втулок и капилл рную структуру, размещенную на стенках Kopfiyca, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации теплопереноса ,втулки выполнены Т-образного сечени  и герметично соединены по наружному диаметру, а между втулками установлены кольца, образующие вместе с ними капилл рную структуру. 2. Труба по п. 1, отличающа с  тем, что кольца выполнены с радиальными капилл рными канавками, расшир ющимис  в испарительной зоне от центра к периферн1 и посто нной шири1« в конденсационной зоне. Hfffooff mfnjio

н i И II/ i} I И I f

Я } Jff

tzn IS IS

$tl2-i 3. Труба по п. I, отличающа с  тем, что кольца в испарительной зоне со стороны корпуса выполнены с фасками, а втулки в конденсационный зоне т- с углублени ми на участках, контактирующих с кольцами . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1..Елисеев В. Б.. Данилов Е. И. и др. Теоретическое и экспериментальное исследование предельных режимов тепловых труб. Вып. 1364, М.., ЦАГИ, 1971, с. 38. 2. Авторское свидетельство по за вке № 2370591/06, кл. F 28 D 5/00, 08.06.76, по которой прин то положительное решение. Omfei aefiaa

Ф№}

ФutS