SU958835A1

SU958835A1 - Heat pipe

Info

Publication number: SU958835A1
Application number: SU802958499A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Кузин; Владимир Иванович Боронин; Павел Александрович Былинович; Владимир Владимирович Субботский; Владимир Иванович Шаранок
Original assignee: Предприятие П/Я В-8466
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1982-09-15

Description

1 Изобретение относитс к теплообменнику и может быть использовано дл охлаждени электронной аппаратуры.1 The invention relates to a heat exchanger and can be used to cool electronics.

Известна теплова труба, содержаща корпус с перегородкой, разделенной на отсеки с зонами испарени и конденсации, и 5 термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капилл рно-пористую структуA heat pipe is known, comprising a housing with a partition divided into compartments with evaporation and condensation zones, and 5 thermoelectric batteries with autonomous housings having a capillary-porous structure on the outer surface.

РУ RU

Недостатками указанной тепловой трубы вл ютс относительно низка термодинамическа эффективность и невысока эксплуатационна надежность. Низка термодинамическа эффективность объ сн етс тем, что пар в отсеках движетс навстречу конденсату (рабочему телу), который 15 под воздействием капилл рных сил возвращаетс в испарительный участок. Встречное движение пара и конденсата увеличивает гидравлическое сопротивление конденсата. При больших скорост х пара из-за встречного движени пара и конденсата может произойти нарушение циркул ции конденсата , а это приводит к частичному осушению фитил (капилл рно-пористого наполнител ) в зоне испарени и пережогу стенки корпуса. Кроме того, имеютс относитель но «сухие центральные области перегруза в наполнителе, расположенном над коммутационйой пластиной гор чих спаев в каждом отсеке, что снижает надежность работы тепловой трубы.The disadvantages of this heat pipe are relatively low thermodynamic efficiency and low operational reliability. The low thermodynamic efficiency is due to the fact that the vapor in the compartments moves towards the condensate (working medium), which 15 is returned to the evaporation section under the influence of capillary forces. The counter-movement of steam and condensate increases the hydraulic resistance of the condensate. At high rates of steam, due to the oncoming movement of steam and condensate, disturbance of the circulation of condensate can occur, and this leads to partial drying of the wick (capillary-porous filler) in the evaporation zone and overburdening of the casing wall. In addition, there are relatively dry central overloading areas in the filler located above the switching plate of hot junctions in each compartment, which reduces the reliability of the heat pipe.

Цель изобретени - повышение надежности трубы.The purpose of the invention is to increase the reliability of the pipe.

Эта цель достигаетс тем, что в тепловой трубе, содержащей корпус с перегородкой , разделенной на отсеки с зонами испарени и конденсации, и термоэлектрические батареи с автономными кожухами, имеющими на наружной поверхности капилл рно-пористую структуру, термоэлектрические батареи установлены со смещением, перегородка размещена параллельно стенкам корпуса и имеет один перфорированный конец и другой, контактирующий с капилл рно-пористой структурой кожуха одной из батарей, при этом к кожуху второй батареи присоединено ребро, установленное эквивалентно перегородке, перфораци которой расположена напротив капилл рно-пористой структуры кожуха этой батареи, а участок кожуха первой из них, выполненныйThis goal is achieved by the fact that in a heat pipe containing a housing with a partition divided into compartments with evaporation and condensation zones, and thermoelectric batteries with autonomous shells having a capillary-porous structure on the outer surface, the thermoelectric batteries are installed with an offset, the partition is placed in parallel shell walls and has one perforated end and the other in contact with the capillary-porous structure of the casing of one of the batteries, while the edge is attached to the casing of the second battery, Applicants' equivalent septum perforation which is located opposite the wick, porous structure of the battery casing and the casing portion are first formed

без капилл рно-пористой структуры, мыкает к стенке корпуса.without capillary-porous structure, it closes against the wall of the housing.

На чертеже изображена теплова ;руба .The drawing shows the heat;

Теплова труба содержит корпус 1 с перегородкой 2, разделенной на отсеки 3 и 4 с зонами испарени 5 и конденсации 6, термоэлектрические батареи 7 и 8, снабженные соответственно кожухами 9 и 10, имеющими капилл рно-пористую структуру 11 и 12 соответственно.The heat pipe includes a housing 1 with a partition 2 divided into compartments 3 and 4 with evaporation zones 5 and condensation 6, thermoelectric batteries 7 and 8, equipped with shells 9 and 10, respectively, having capillary-porous structure 11 and 12, respectively.

Перегородка 2 имеет перфорированный конец 13 и конец 14, контактирующий с капилл рно-пористой структурой кожуха 9 термоэлектрической батареи 7. К кожуху 10 термоэлектрической батареи 8 присоединено ребро 15. В капилл рно-пористой структуре 12 выполнены каналы 16.The partition 2 has a perforated end 13 and an end 14 in contact with the capillary-porous structure of the casing 9 of the thermoelectric battery 7. A casing 15 is attached to the casing 10 of the thermoelectric battery 8. A capillary-porous structure 12 is provided with channels 16.

Труба работает следующим образом.The pipe works as follows.

При подводе тепла к зоне 5 отсека 4 рабоча жидкость испар етс в капилл рнопористой структуре 12 и пары по каналам 16 устремл ютс к холодным спа м термоэлектрической батареи 8. В результате контатка пара с холодными спа ми пар конденсируетс . Присутствие холодных спаев термоэлектрической батареи 8 в непосредственной близости от зоны 5 испарени способствует выравниванию температурного пол в этой зоне, что создает возможность работы при наличии неравно распределенной тепловой нагрузки.When heat is applied to zone 5 of compartment 4, the working fluid evaporates in the capillary-pore structure 12 and the vapor rushes through channels 16 to the cold slots of the thermoelectric battery 8. As a result, the vapor contact with the cold seals condenses the vapor. The presence of cold junctions of the thermoelectric battery 8 in the immediate vicinity of the evaporation zone 5 contributes to leveling the temperature field in this zone, which creates the possibility of working in the presence of an unevenly distributed heat load.

На гор чих спа х термоэлектрической батареи 8 выдел етс тепло, нагрева ребро 15 и испар рабочую жидкость в капилл рной пористой структуре 12, примыкающей к гор чим спа м данной батареи. Образовавщийс пар устремл етс в паровой канал, образованный ребром 15 и перегородкой 2, общей дл обоих отсеков 3 и 4 и поступает в зоне 6 отсека 4. Далее пар конденсируетс в зоне 6 конденсации данного отсека. Часть этого конденсата возвращаетс в зону 5 |испарени отсека, друга по капилл рно-пористому материалу 11 поступает в отсек 3, в район выделени тепла гор чими спа ми термоэлектрической батареи 7. За счет наличи двух термоэлектрических батарей 6 и 7 между зоной 5 испарени в районе ребра 15 и зоной 6 конденсации отсека 4 существует посто нна разность температуры, а следовательно, посто нна разность давлений, под действием которых и происходит посто нна подпитка рабочей жидкостью зоны 5 испарени отсека 3 и капилл рно-пористого материала 11. Часть конденсата, поступивща в отсек 3 по капилл рно-пористому материалу 11, испар етс и в виде пара устремл етс в паровой канал, образованный внутренней поверхностью корпуса 1 и перегородкой 2.During the hot junctions of the thermoelectric battery 8, heat is released, heating the fin 15 and the vaporized working fluid in the capillary porous structure 12 adjacent to the hot junctions of this battery. The resulting steam rushes into the vapor channel formed by the rib 15 and the partition 2 common to both compartments 3 and 4 and enters zone 6 of compartment 4. Next, the steam condenses in the condensation zone 6 of this compartment. A part of this condensate returns to the zone 5 | of the evaporation of the compartment, another through the capillary-porous material 11 enters the compartment 3, to the area of heat release by hot junctions of the thermoelectric battery 7. Due to the presence of two thermoelectric batteries 6 and 7 between the evaporation zone 5 in the region of the rib 15 and in the condensation section 6 of compartment 4 there is a constant temperature difference, and therefore a constant pressure difference, under the action of which the evaporation zone 5 of the compartment 3 and the capillary-porous matter is constantly fed by the working fluid 11. Part of the condensate entering the compartment 3 through the capillary-porous material 11, evaporates and rushes in the form of steam into the vapor channel formed by the inner surface of the housing 1 and the partition 2.

Далее пар поступает в зону конденсации отсека 3, где конденсируетс и скапливаетс в виде конденсата. За счет энергии пара скапливающийс конденсат выдавливаетс через перфорации перегородки и распыл етс в сторону гор чих спа§в термоэлектрической батареи 8.The steam then enters the condensation zone of compartment 3, where it condenses and accumulates as condensate. Due to the energy of steam, the accumulated condensate is squeezed out through the perforations of the partition and sprayed towards the hot side of the thermoelectric battery 8.

Подача конденсата на поверхность испарени путем распыла увеличивает интенсивность теплообмена в тепловых трубах благодар получению больщого полезного гидравлического напора и увеличению поверхности испар ющейс жидкости. В предлагаемой тепловой трубе в результате разделени потоков конденсата и пара практически во всем ее объеме полностью устран етс противоток, значительно уменьщаетс по сравнению с известной трубой срыв жидкости со стенок капилл ров паром, исчезают «сухие области перегрева в капилл рно-пористом материале. Благодар этому в трубе можно увеличить скорость подачи рабочей жидкости в зоны испарени и скорость подачи пара в зоны конденсации , что повыщает термодинамическую эффективность. В предлагаемой тепловой трубе исключено высыхание, перегрев и пережог зон испарени , что значительно повыщает эксплуатационную надежность.The supply of condensate to the evaporation surface by spraying increases the intensity of heat exchange in heat pipes by obtaining a large useful hydraulic head and increasing the surface of the evaporating liquid. In the proposed heat pipe, as a result of separation of the condensate and steam flows, the counterflow is completely eliminated in almost all of its volume, the liquid separation from the walls of the capillaries by vapor is significantly reduced compared to the known pipe, the dry superheated areas in the capillary-porous material disappear. Due to this, the flow rate of the working fluid to the evaporation zones and the rate of steam supply to the condensation zones can be increased in the pipe, which increases the thermodynamic efficiency. In the proposed heat pipe, drying, overheating and burnout of evaporation zones are excluded, which significantly increases operational reliability.

Claims

1. USSR author's certificate number 389364, cl. F 25 19/04, 1973.

eleven