Toplotne cevi - karakteristike i opseg
Radi najefikasnijeg prenosa energije od rashladnog sredstva na potrošača koriste se toplotne cijevi. Oni vam omogućavaju da transportujete različite vrste hladnjaka uz najniži gubitak temperature. U ovom članku bliže pogledamo karakteristike ovih uređaja i njihovu oblast primjene.
Karakteristike toplotne cevi
Princip rada
Princip rada toplotnih cevi je da prenos energije dođe zbog isparavanja i dalje kondenzacije tečnosti. Da bi se shvatilo kako se to dešava u praksi, potrebno je zamisliti zatvoreni kontejner od metala koji ima dobru toplotnu provodljivost i ispunjen nekim vodom.
Procesi prenosa toplote u njemu su sledeći:
- Kada grejate jedan deo rezervoara, voda u njoj će se pretvoriti u paru.
- Ostavljajući tečnost, vodena para pada na hlađenu površinu, zbog čega se para ponovo menja u tečnom stanju i vraća na svoje originalno mesto.. U ovom slučaju, velika količina toplotne energije se ispušta kroz zidove metalnog rezervoara.
- Hlađena voda se ponovo zagreva i proces se ponavlja..
Ovaj dizajn se zove termosifon. Međutim, iako nije toplotna cev, princip rada je isti.
Obratite pažnju! Termosifon može raditi kako treba, samo ako se njegova zona kondenzacije nalazi iznad zone isparavanja. Ovo osigurava povrat kondenzata do mesta zagrevanja.
Grover Heat Pipe
Najjednostavniji oblik toplotne cevi je sledeći:
| Stanovanje | Mora biti napravljen od materijala koji dobro provodi toplotu. Pored toga, važan zahtev za telo je njena čvrstoća, tako da ona može pružiti pouzdanu zategnutost. Kao materijal za to se obično koriste različite legure različitih metala, kao i keramika ili staklo za cevi. Vrsta kućišta zavisi od vrste kućišta. |
| Radno okruženje | To je tečna supstanca (tečnost za hlađenje), sposobna da se na radnoj temperaturi pređe u gasno stanje. |
| Wick | Čvrsti materijal sa poreima kroz koje tečnost kroz kapilare pomera sa jednog dela cijevi na drugu. |
Gornji uređaj naziva se toplotna cijev Grover. Ovaj naučnik je 1963. godine poboljšao dizajn termosifona u kojem tečnost teče gravitacijom. U Groverovoj toplotnoj cevi, tečnost se pomera kapilarnim putem.
Da bi ovaj sistem funkcionisao, sledeći zahtevi se postavljaju na radni fluid:
- Tačka prelaza tečnosti mora biti u opsegu temperature u kojem uređaj radi.
- Tečnost ne sme da prolazi kroz termičku razgradnju.
- Materijal pletiva i tijelo cijevi treba ometati tečnostima.
Različite tečnosti mogu se koristiti kao radne tečnosti u tečnoj fazi:
- Amonijak;
- Tečni helijum;
- Aceton;
- Voda;
- Merkur;
- Srebrna;
- Natrijum.
Što se tiče fiksiranja, onda, kao što je već pomenuto, ovaj element obezbeđuje kretanje tečnosti pod dejstvom kapilarnih sila. Glavni zahtev za ovaj materijal - obezbeđivanje jedinstvenog kretanja radne tečnosti kroz kapilare.
Najčešće se koristi kao štapić:
- Metalna mreža;
- Metal felts;
- Metal stack;
- Twill tkanine i sl.
Na prvi pogled može izgledati da je ovaj uređaj prilično jednostavan, međutim, njegovu tehničku obradu mogu izvoditi samo stručnjaci. Činjenica je da je zbog efikasnog rada neophodno izabrati odgovarajući materijal, njegov učinak i veličinu. Zbog toga je malo verovatno da ćete moći da izvršite toplotne cevi sopstvenim rukama, ali sifon za toplotu može se izvršiti nezavisno.
Prenos toplotne energije u takvim uređajima može se izvršiti na nekoliko načina:
- Korišćenje otvorenog plamena;
- U direktnom kontaktu sa zagrejanom supstancom;
- Električna struja;
- Infracrveno zračenje.
Obratite pažnju! Jedina vrijednost koja ograničava toplotni kapacitet uređaja je toplotni otpor njenog tijela.
Moram reći da su funkcije Groverovih toplovodnih cevi prilično raznovrsne, ali njihov glavni zadatak je prenos toplinske energije sa jednog dela cijevi na drugu. Što se tiče temperature radnog okruženja, upute za njihovu upotrebu omogućavaju opseg od nula stepeni Celzijusa do hiljada stepeni.
Konusne toplotne cijevi
Sa razvojem tehnologije, Groverove toplotne cevi su poboljšane - specijalne konturne cijevi su zamijenile fioka.
Prednost ovog dizajna je:
- Pouzdanost u radu;
- Jednostavnost;
- Veći stepen prenosa toplote;
- Dobro prilagođavanje različitim uslovima rada;
- Trajnost;
- Karakteristike performanse su sačuvane u bilo kojoj prostornoj poziciji, zbog čega je takva cev za toplotu postavljena sopstvenim rukama bez bilo kakvih poteškoća.
U stvari, konture su iste kapilare, ali imaju velike veličine. Kao rezultat njihovih kvaliteta vezanih za prenos toplote, cevi su superprevodnici toplotne energije.
Obim savremenih toplotnih cevi
Obim primene toplotnih cevi je prilično obiman:
- Prenos toplote sa minimalnim troškovima za različite objekte i zgrade.
- Mnogi sistemi hlađenja, uključujući i frižidere, izrađuju se na osnovu toplotnih cevi.
- Odstranjivanje toplote u različitim mikroelektronskim uređajima, posebno toplotne cevi se često koriste u računarima.
- Medicina
- Svemirska industrija.
- Kompletan skup termostata i drugih uređaja sličan u svrhu.
- Izgradnja u uslovima vetrenjača.
- U poljoprivredi, istovremeno osiguravajući toplinu plastenika, itd.
- Ovaj uređaj je potreban deo termičkih prekidača i dioda.
- Takođe se može koristiti toplotna cijev za grejanje stambenih i industrijskih prostorija.
Moram reći da su karakteristike savremenih toplotnih cevi prilično impresivne:
| Opseg radne temperature | Od 4 do 2300 K |
| Snaga prenosa toplote | Do 20 kW po kvadratnom centimetru |
| Radni resurs | Više od 20 hiljada sati. |
Ovde, možda, sve glavne tačke na koje možete kratko pričati o toplotnim cevima. (Pogledajte i članak Distribucija grejnih cevi: karakteristike.)
Zaključak
Sa videa u ovom članku možete dobiti više informacija o ovoj temi. Napominjemo da se toplotne cevi široko koriste u savremenim proizvodnim pogonima, sistemima grejanja i mnogim drugim industrijama. To se zasniva na dizajnerskim karakteristikama proizvoda koji omogućavaju efikasan transport radnih fluida, uz visoku efikasnost.