SU787876A1

SU787876A1 - Heat pipe

Info

Publication number: SU787876A1
Application number: SU792712790A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Бондаренко
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1980-12-15

Description

1one

Изобретение относитс к теплотехнике , в частности к устройствам дл передачи тепла в гелиоустановках, и может быть использовано во многих област х народного хоз йства, когда необходимо передавать тепло в направлении действи сил гравитации.The invention relates to heat engineering, in particular to devices for transferring heat to solar power plants, and can be used in many areas of the national economy when it is necessary to transfer heat in the direction of gravity forces.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс теплева труба/ содержаща испаритель и расположенный под ним конденсатор/ соединенные транспортным участком, на котором установлен сборник конденсата , размещенный над испарителем и св занный с последним с помощью сифона, 15 и резервуар, расположейный над сборником конденсата и соединенный с нижней частью конденсатора Ij.The closest to the technical essence of the invention is a warm pipe / containing an evaporator and a condenser located under it / connected by a transport section, on which a condensate collector is installed, located above the evaporator and connected to the latter by means of a siphon, 15 and connected to the bottom of the capacitor Ij.

В известных тепловых трубах частично конденсируетс пар в резервуаре, 20 расположенном над сборником конденсата , что ведет к снижению ее.эффективности . Это происходит следующим образом . Дл сохранени расчетного теплового режима системы, в периоды термо- 25 динамического сжати и расширени насыщенного пара теплоносител в верхней части резервуара в зависимости от типа примененного теплоносител объем .резервуара выполн етс большим, чем 30In known heat pipes, steam partially condenses in a reservoir 20 located above the condensate collector, which leads to a decrease in its efficiency. This happens as follows. To preserve the calculated thermal regime of the system, during periods of thermo-dynamic compression and expansion of the saturated steam coolant in the upper part of the tank, depending on the type of heat carrier applied, the volume of the tank is greater than 30

объем теплоносител , заправл емого в тепловую трубу, что создает услови дл поступлени пара высокого давлени в резервуар. За период возврата теплоносител из конденсатора в испаритель из-за резкого уменьшени коэффициента теплоотдачи от .нагретой стенки во внутренний объем происходит перегрев стенки испарител до температуры выше рабочей.the volume of heat transfer fluid filled into the heat pipe, which creates conditions for the entry of high pressure steam into the tank. During the period of return of the coolant from the condenser to the evaporator due to a sharp decrease in the heat transfer coefficient from the heated wall into the internal volume, the evaporator wall overheats to a temperature higher than the working one.

При поступлении теплоносител из сборника конденсата в перегретый испаритель происходит нагрев части теплоносител , попавшей первой в испаритель , до температуры выше рабочей и образование паровой фазы повышенного давлени . Этот пар с большой скоростью , мину конденсатор, преодолевает противодавление столба жидкости в трубопроводе, соедин ющем резервуар с нижней частью конденсатора, поступает в резервуар, объем которого больше объема вытесненного теплоносител , г е и конденсируетс . Таким образом, имеют место бесполезные потери тепла в окружающую среду за счет конденсации пара в резервуаре, расположенном над сборником конденсата. Другим недостатком известных труб вл етс .также то, что к моменту выпаривани When the coolant from the condensate collector enters the superheated evaporator, part of the coolant that first entered the evaporator is heated to a temperature higher than the working one and the vapor pressure is formed. This steam at high speed, the condenser, overcomes the back pressure of the liquid column in the pipeline connecting the tank to the lower part of the condenser, enters the tank, the volume of which is greater than the volume of the displaced heat carrier, and condenses. Thus, there is a useless loss of heat into the environment due to the condensation of steam in a tank located above the condensate collector. Another disadvantage of the known tubes is. Also that by the time of evaporation

в испарителе всего теплоносител конденсат полностью заполн ет объем конденсатора, тем самым исключа его использование дл конденсации перегретых паров, что вызывает необходимость использовани дополнительных поверхностей конденсации.in the evaporator of the entire coolant, the condensate completely fills the volume of the condenser, thereby precluding its use for condensing superheated vapors, which necessitates the use of additional condensation surfaces.

Цель изобретени - повышение технологичности и надежности работы трубы.The purpose of the invention is to improve the manufacturability and reliability of the pipe.

Цель -достигаетс тем, что под резервуаром размещена демпфирунэда емкость , сообщающа с как с резервуаром , так и.с конденсатором, и тем, что емкость сообщена с резервуаром посредством калиброванного отверсти The goal is achieved by the fact that a damping tank is placed under the tank, which communicates with both the tank and the capacitor, and that the tank communicates with the tank through a calibrated hole

На фиг. 1 схематично изображена предлагаема теплова труба, в нерабочем положении (перед пуском); на фиг. 2 - то же, в рабочем положении.FIG. 1 schematically shows the proposed heat pipe, in the off position (before starting); in fig. 2 - the same in the working position.

Теплова труба содержит испаритель 1 и расположенный под ним конденсатор 2, соединенные транспортным участком 3, на котором установлен сборник 4 конденсата, размещенный Нс1Д испарителем 1.The heat pipe contains an evaporator 1 and a condenser 2 located under it, connected by a transport section 3, on which a condensate collector 4 is installed, placed on an HC1D evaporator 1.

Сборник 4 конденсата св зан с испарителем 1 посредством сифона 5.Нижн часть конденсатора 2 соединена с демпфирующей, емкостью б, котора . соединена калиброванным отверстием 7 с резервуаром 8, расположенным над сборником 4 конденсата.The condensate collector 4 is connected to the evaporator 1 by means of a siphon 5. The lower part of the condenser 2 is connected to a damping tank, capacity b, which. connected to a calibrated hole 7 with a reservoir 8 located above the collector 4 of condensate.

Теплова труба работает следующим образом.Heat pipe works as follows.

Перед пуском трубы конденсат занимает такое положение, что испаритель 1 оказываетс заполненным конденсатом . При подводе тепла к испарителю 1 конденсат .начинает испар тьс , давление пара в нем повышаетс и начинает превышать давление пара в демпфирующей емкости 6 и резервуаре 8, вследствие этого конденсат вытесн етс паром из транспортного участка 3 и конденсатора 2 в демпфирующую емкость 6 и через калиброванное отверстие 7 в резервуар 8.Before starting the pipe, the condensate takes up such a position that the evaporator 1 is filled with condensate. When heat is supplied to the evaporator 1, the condensate starts to evaporate, the vapor pressure in it rises and begins to exceed the vapor pressure in the damping tank 6 and the tank 8, as a result, the condensate is displaced by steam from the transport section 3 and the condenser 2 to the damping tank 6 and through a calibrated hole 7 in the tank 8.

Пар конденсируетс на поверхности конденсатора 2, отдава тепло. Процесс передачи тепла продолжаетс до тех пор, пока s испарителе 1 не испаритс весь имеющийс там конденсат.The vapor condenses on the surface of the condenser 2, giving off heat. The heat transfer process continues until s evaporator 1 evaporates all condensate there.

Сконденсировавшийс пар снизит свое давление и под действием силы т жести конденсат начинает поступать через калиброванное отверстие 7 из резервуара 8 в демпфирующую емкость 6 и конденсатор 2. Причем благодар калибрование му отверстию 7 происходит замедленное заполнение конденсатора 2 и -конденсаци перегретых паров в открытой части конденсатора 2. После снижени давлени разогретых паров и поступлени всего имеющегос конденсата из резервуара 8 через калиброванное отверстие в демпфирующую емкость 6 происходит заполнение конденсатом под действием силы т жести конденсатора 2, транспортного участка 3 и сборника 4 конденсата.Condensed steam will reduce its pressure and under the action of gravity the condensate begins to flow through the calibrated orifice 7 from tank 8 into the damping tank 6 and condenser 2. Moreover, due to calibrating hole 7, the delayed filling of the condenser 2 and the condensation of the overheated vapors in the open part of the condenser 2 occur After the pressure of the heated vapors decreases and all the available condensate from the tank 8 enters through the calibrated opening into the damping tank 6, the condensation is filled. ohm under the action of gravity of the capacitor 2, transport section 3 and 4, the collection of condensate.

Затем происходит срабатывание сифона 5 и заполнение испарител 1 конденсатом . Попадание конденсата в ис , паритель 1 на нагретую выше рабочей температуры поверхность вызовет образование пара повышенного давлени , который преодолеет противодавление столба жидкости втрубопроводе, coeJJ дин ющем демпфирук дую емкость 6 с нижней частью конденсатора 2, и заполнит теплоносителем демпфирующую емкость 6. При этом объем демпфирующей емкости б выбран таким образом, что при полном ее заполнении открытаThen the siphon 5 is activated and the evaporator 1 is filled with condensate. Condensate entering the IS, the par 1 on the surface heated above the working temperature will cause the formation of pressurized steam, which will overcome the back pressure of the liquid column in the pipeline, the coefficient of the damping tank 6 with the lower part of the condenser 2, and fill the damping tank 6 with coolant. The container b is selected so that when it is full, it is open.

5 часть поверхности конденсатора 2, а диаметр калиброванного отверсти 7 сделан таким, только к моменту снижени давлени пара до рабочего давлени полностью откроетс поверхность конденсатора 2, при этом часть конденсата через калиброванное отверстие 7 будет вытеснена в резервуар 8. После заполнени испарител 1 конденсатом из сборника 4 конденсата чеJ рез сифон 5 температура на испарителе 1 снизитс до рабочей и дальнейша работа тепловой трубы происходит при рабочей температуре на испарителе 1. После выпаривани в испарителе 1 всего попавшего туда конденсата процесс5 part of the surface of the condenser 2, and the diameter of the calibrated orifice 7 is made so that only at the time of vapor pressure reduction to the working pressure the surface of the condenser 2 will fully open, and part of the condensate through the calibrated orifice 7 will be forced out into the tank 8. After the evaporator 1 is filled with condensate 4 condensates through a siphon 5, the temperature on the evaporator 1 decreases to the working one and the further operation of the heat pipe takes place at the working temperature on the evaporator 1. After evaporation in the evaporator 1, just pop condensate process

0 повторитс .0 repeat

Присоединение к нижней части конденсатора 2 демпфирующей емкости 6 позвол ет ограничить объем занимаемыйAttaching the damping tank 6 to the lower part of the condenser 2 limits the volume occupied

5 паром повышенного давлени зоной конденсатора 2/ а соединение демпфирующей емкости б с резервуаром 8 калиброванным отверстием 7 позвол ет снизить скорость поступлени конденсата в резервуар 8 и, тем самым, сконденсировать весь пар высокого давлени на охлаждаемой поверхности конденсатора 2 и снизить его давление до рабочего давлени .5 steam of increased pressure by the zone of the condenser 2 / and the connection of the damping tank b to the tank 8 with a calibrated orifice 7 reduces the rate at which the condensate enters the tank 8 and thereby condenses all high-pressure steam on the cooled surface of the condenser 2 and reduces its pressure to the working pressure .

Предлагаема теплова труба поWe offer heat pipe for

45 сравнению с известной в одинаковых услови х (рабоча температура ,температура перегрева испарител 140С, длительность цикла передачи тепла 25 мин, длительность цикла возврата45 compared to what is known in the same conditions (operating temperature, evaporator overheating temperature 140 ° C, heat transfer cycle time 25 minutes, return cycle time

50 5 мин, тепловой поток на испарителе 300 Вт) имеет КПД за полный цикл (30 мин) 10,0%, что позвол ет увеличить эффективность передачи тепла в направлении действи сил грасг витаиии.50 5 min, the heat flux at the evaporator 300 W) has an efficiency over a full cycle (30 min) of 10.0%, which allows to increase the efficiency of heat transfer in the direction of the force of light.

Claims

1. A heat pipe containing an evaporator and a condenser located beneath it, connected by a transport section, on which a condensate collection 6Q is installed, located above the evaporator and connected to the latter by means of a siphon, and a tank located above the condensate collector and connected to the condensate bottom 65 torus, different from that.

that, in order to increase manufacturability and reliability, a damping capacitance / communicating with both the reservoir and the condenser is placed under the tank.

2. A pipe according to claim 1, characterized in that the damping capacitance is in communication with the reservoir via a calibrated orifice.

Sources of information taken into account

1. Author's testimony of the USSR on the application 2543619, cl. F 23 O 15/00, 5 1.977.

(f / -

P-,

m

ui.l