أنابيب الحرارة

تم تقديم مفهوم أجهزة نقل الحرارة السلبي على مرحلتين والقادرة على نقل كميات كبيرة من الحرارة مع الحد الأدنى من الفرق في درجات الحرارة لأول مرة Gaugler في 1942. لم يول هذا الجهاز إلا القليل من الاهتمام حتى نشر 1964 ، عندما قام Grover وزملاؤه من مختبر Los Alamos الوطني ، نتائج تحقيق مستقل واستخدموا لأول مرة مصطلح "أنبوب الحرارة. ومنذ ذلك الوقت ، تم استخدام أنابيب الحرارة في العديد من التطبيقات ، تتراوح من التحكم في درجة حرارة الطبقة دائمة التجمد تحت خط أنابيب ألاسكا للتحكم الحراري في الأسطح البصرية في المركبات الفضائية.

أنبوب الحرارة هو جهاز للتبادل الحراري مع الموصلية الحرارية عالية للغاية فعالة. المحاكم التي تم إخلاؤها من الأنابيب الحرارية ، كقاعدة عامة ، دائرية في المقطع العرضي ، والتي يتم تصنيعها بكمية صغيرة من سائل العمل. إنها سلبية تمامًا وتستخدم لنقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى المشتت الحراري مع تدرجات حرارة دنيا أو تسخين السطح.

تتكون الأنابيب الحرارية ، كقاعدة عامة ، من حاوية مغلقة مع مادة فتل. تم إخلاء الحاوية ومملوءة بسائل يكفي لإشباع الفتيل بالكامل. كما هو مبين في الشكل 7.1 ، يتكون أنبوب الحرارة من ثلاث مناطق مختلفة: المبخر أو حاوية منطقة الإضافة الحرارية ، أو المكثف ، أو تسخين المنطقة ، والمنطقة الأديابينية أو متساوية الحرارة. إذا تعرضت منطقة المبخر لدرجات حرارة عالية ، تتم إضافة الحرارة ويتم تسخين رطوبة سائل العمل في الهيكل حتى يتبخر. درجة الحرارة العالية والضغط المرتفع المقابل في هذه المنطقة يرفعان البخار في البرودة مكثف المنطقة ، حيث يتكثف البخار ، والتخلي عن الحرارة الكامنة للتبخر. القوات الشعرية الموجودة في هيكل فتل ، ثم ضخ السائل مرة أخرى في المبخر. وبالتالي ، يضمن هيكل الفتيل أن أنابيب الحرارة يمكنها نقل الطاقة الحرارية في الحالات ، إذا تم تبريد مصدر الحرارة أسفل النهاية (في أسفل الوضع الحراري) أو إذا كان أعلى من الطرف المبرد (الوضع العلوي الحراري) ).

أنبوب الحرارة عبارة عن هيكل هندسي تآزري ، وفي ظل قيود معينة على طريقة الاستخدام ، تكون المواد المكافئة التي لها موصلة حرارية أعلى بكثير من أي معدن معروف. الشكل 7.2 عبارة عن منظر مقطوع لأنبوب تسخين أسطواني مزود بفتحة الشاشة المتجانسة. السائل العامل في قسم المبخر ويتدفق في اتجاه قسم المكثف حيث يودع حرارة التكثيف. القوات الشعرية في عودة الفتيل مسامية من السائل العمل أقصر في قسم المبخر. يحدث انتقال الحرارة من خلال الحركة الشعرية للسوائل. "الضخ" تحت تأثير قوى التوتر السطحي قد يكون كافيًا للتحرك.

أنبوب الحرارة عبارة عن هيكل هندسي تآزري ، وفي ظل قيود معينة على طريقة الاستخدام ، تكون المواد المكافئة التي لها موصلة حرارية أعلى بكثير من أي معدن معروف. الشكل 7.2 عبارة عن منظر مقطوع لأنبوب تسخين أسطواني مزود بفتحة الشاشة المتجانسة. السائل العامل في قسم المبخر ويتدفق في اتجاه قسم المكثف حيث يودع حرارة التكثيف. القوات الشعرية في عودة الفتيل مسامية من السائل العمل أقصر في قسم المبخر. يحدث انتقال الحرارة من خلال الحركة الشعرية للسوائل. "الضخ" تحت تأثير قوى التوتر السطحي قد يكون كافياً لحركة السائل من درجة حرارة منخفضة إلى منطقة درجة حرارة عالية (مع عودتهم اللاحقة في شكل بخار ، باستخدام قوة دافعة للاختلاف في ضغط البخار في اثنين من درجات الحرارة). مثل هذا النظام المغلق ، لا يحتاج إلى مضخات خارجية ، والتي قد تكون ذات أهمية خاصة في المفاعلات النووية الفضائية في مرور الحرارة من قلب المفاعل إلى نظام الإشعاع. في غياب الثقل ، يجب أن تكون القوة فقط مثل التغلب على الشعيرات الدموية وسحب عودة البخار عبر قنواتها.

يرجى ملاحظة أن مجموعة أنبوب الحرارة ، دعامة الملف ولفائف التعريفي قد جمعت معًا واحدة ، وأنها لا تدور. بدلاً من ذلك ، فإن الغلاف الخارجي أو الغلاف الخارجي فقط هو الذي يقوم بإدارة محامل داخلية شديدة مثبتة على كل طرف لقضيب ملفوف غير مسنن. هذا التصميم يلغي الحاجة إلى وحدات الدورية. عند وصول جهد التيار المتردد للتردد الصناعي ، يقوم ملف التعريفي بإنشاء خطوط تدفق ، يتناوب اتجاهها مع تردد التيار الكهربائي. ونظرًا لأن غلاف الأسطوانة يتم تركيبه على نفس محور ملف التعريفي ، فإن وظيفة الغلاف تكون بمثابة دوران كامل للملف الثانوي. وبالتالي ، فإن الملف ، الذي يستقبل الطاقة والحرارة ، ولكن بالأحرى ، ترتفع درجة حرارته ، بعد قانون فاراداي. وبالتالي ، فإن قشرة اللف نفسها هي مصدر للحرارة ، وليس لسخان أو مرجل يقع عن بُعد. من المعروف أن طريقة الحث الكهرومغناطيسي فعالة تقريبًا بنسبة 100٪ في تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. لدى شركة شل العديد من الثقوب المحفورة بالبنادق على العرض الكامل للفة والتي تسمى كاميرات السترة ، والتي يعتمد عددها على مواصفات اللفة. في كل واحدة من الغرف ، يتم وضع كمية صغيرة من سائل التبريد ، ثم في كل خلية يتم ختمها وإخلائها. لذلك ، لقد تبرد في فراغ.

عند تشغيل اللف ، تتبخر الحرارة الناتجة عن مبدأ الحث لتبرد. لأن ضغط البخار أكثر من ضغط تكثيف الأبخرة يجب أن ينتقل إلى أي كاميرا غلاف أكثر برودة ، ثم يتكثف ، وإعطاء سطح القشرة هو الحرارة الكامنة للتبخر. وبالتالي ، هناك دورة مستمرة من التبخر والتكثيف تحدث في فراغ من كل غرفة سترة التي هذه الظاهرة ، والمعروفة باسم مبدأ أنبوب الحرارة. تتميز أنابيب الحرارة هذه بمعدلات عالية للغاية لنقل الحرارة (تقريبًا سرعة الصوت) ويحتوي كل أنبوب حرارة على كمية كبيرة جدًا من الحرارة الكامنة. إن إجراء أنبوب الحرارة هو شيء يدعم الدقة العالية لدرجة حرارة سطح لفة ، لأنه يتفاعل بسرعة وبشكل تلقائي ، وأي تغييرات طفيفة في الحمل الحراري.

لذلك ، مع أجهزة تصحيح درجة الحرارة ، يتم الحفاظ على درجة حرارة سطح دقيقة ليس فقط في الاتجاه العرضي ، ولكن في الاتجاه الطولي. بينما يتدفق الزيت عبر سجلات اللفات ، تكون درجة حرارة السجل حيث يتحمل أبعد من التوصيل ، حوالي نصف درجة حرارة سطح اللفة. هذا يعني أن المحامل الخارجية يجب أن تستمر لفترة أطول وأن المحامل ذات درجة الحرارة المرتفعة ليست مطلوبة دائمًا. لذلك ، بدون مفاصل دوارة ، لا طوابع ، لا تسرب زيت ، ومحامل تشغيل أكثر برودة ، لفات الصيانة بشكل ملحوظ وأقل بكثير من القوائم العادية. الأهم من ذلك ، أن المشاكل البيئية المرتبطة عادة بالنفط والحرارة والقضاء ...