Hőcsövek - jellemzők és hatókör
A hűtőfolyadék és a fogyasztó számára a leghatékonyabb energiaátvitel érdekében hőcsöveket használnak. Lehetővé teszik különböző típusú hűtőfolyadékok szállítását a legalacsonyabb hőmérséklet-veszteséggel. Ebben a cikkben alaposabban megvizsgáljuk az eszközök és azok alkalmazási területeit.
A hőcső jellemzői
A működés elve
A hővezetékek működési elve az, hogy az energiaátadás a folyadék párolgása és további kondenzációja miatt következik be. Ahhoz, hogy megértsük, hogy ez hogyan történik a gyakorlatban, elképzelni kell egy zárt tartályt, amely jó hővezető képességű fémből készült és tele van vízzel.
A hőátadási folyamatok az alábbiak szerint alakulnak:
- Amikor a tartály egy részét felmelegíti, a benne lévő víz gőzbe válik.
- A folyadék elhagyása után a vízgőz a lehűlt felületre esik, aminek következtében a gőz ismét folyékony állapotba vált és visszaáramlik az eredeti helyére.. Ebben az esetben a fémtartály falain keresztül nagy mennyiségű hőenergia kerül kibocsátásra.
- A lehűtött vizet újra melegítjük, és az eljárás megismétlődik..
Ezt a designot termoszifonnak nevezik. Habár nem hővezeték, azonban a működési elv ugyanaz.
Figyelj! A termoszifon csak akkor működhet, ha csak a kondenzációs zóna a párolgási zóna felett helyezkedik el. Ez biztosítja a kondenzátum visszatérését a fűtés helyére.
Grover hőcső
A hőcső legegyszerűbb kialakítása a következő:
| ház | Olyan anyagból kell készülnie, amely jól hőt termel. Ezenkívül fontos követelmény a test számára annak szilárdsága, hogy megbízható szorítást biztosítson, és anyagként különböző fémötvözeteket használjon, valamint csövekhez kerámiákat vagy üvegeket. Az ügy típusa az ügy típusától függhet. |
| Munkahelyi környezet | Folyékony anyag (hűtőközeg), amely munkahőmérsékleten képes gáznemű állapotba lépni. |
| kanóc | Szilárd anyag pórusokkal, amelyeken keresztül a folyadék a kapillárisokon át mozog a cső egyik részéből a másikba. |
A fenti eszközt Grover hőcsőnek nevezik. Ez a tudós 1963-ban javította a termoszifon kialakítását, amelyben a folyadék a gravitáció révén áramlott. A Grover hőcsövében a folyadék kapilláris módon mozog.
Ahhoz, hogy ez a rendszer működésbe léphessen, a munkaközeghez a következő követelményeket kell előterjeszteni:
- A folyadékgőz átmeneti pontnak azon a hőmérséklet-tartományon belül kell lennie, amelyben a készülék működik.
- A folyadékot nem szabad hőbomlásnak alávetni.
- A csövek anyagát és csőhüvelyét folyadékkal kell nedvesíteni.
Különböző folyadékok használhatók folyékony fázisban működő folyadékokként:
- ammónia;
- Cseppfolyósított hélium;
- aceton;
- a víz;
- higany;
- ezüst;
- Nátrium.
Ami pedig a kanócot illeti, akkor a fent említettek szerint ez az elem biztosítja a folyadék mozgását a kapilláris erők hatása alatt. Az anyag fő követelménye - a munkaközeg egyenletes mozgása a kapillárisokon keresztül.
A leggyakrabban pálciként használják:
- Fém háló;
- Fémhéjak;
- Fémkészletek;
- Twill szövésű szövetek stb.
Első pillantásra úgy tűnhet, hogy ez az eszköz meglehetősen egyszerű, azonban technikai számítása csak szakemberek által végezhető. Az a tény, hogy hatékony munkája érdekében meg kell választani a megfelelő anyagot, teljesítményét és méretét. Ezért nem valószínű, hogy a saját kezével végezhet hővezetéket, de a hőszifon függetlenül elvégezhető.
Az ilyen eszközökben a hőenergia átadása többféleképpen is megvalósítható:
- Nyílt láng használatával;
- Közvetlenül a fűtött anyaggal;
- Elektromos áram;
- Infravörös sugárzás.
Figyelj! Az eszköz hõkapacitását korlátozó egyetlen érték a test termikus ellenállása.
Meg kell mondanom, hogy a Grover hőcsövek funkciói meglehetősen sokszínűek, de fő feladata a hőenergia átvezetése a cső egyik részéből a másikba. Ami a munkakörnyezet hőmérsékletét illeti, a használatukra vonatkozó utasítások lehetővé teszik a nulla foktól a több ezer fokig terjedő tartományt.
Kontúrozott hőcsövek
A technológia fejlõdésével javultak a Grover hõcsövek - speciális kontúrcsövek váltották fel a kanócot.
Ennek a kialakításnak az előnye:
- Megbízhatóság a munkában;
- egyszerűsége;
- Magasabb hőátadás;
- Jó alkalmazkodás a különböző működési feltételekhez;
- tartósság;
- A teljesítmény jellemzői minden térbeli helyzetben megmaradnak, melynek következtében ilyen hőcső a saját kezével minden nehézség nélkül telepíthető.
Valójában a kontúrok ugyanolyan kapillárisok, de nagy méretűek. A hőátadással kapcsolatos tulajdonságaik eredményeképpen a csövek hőenergia szupravezetők.
A modern hőcsövek hatálya
A hővezetékek alkalmazási területe meglehetősen kiterjedt:
- Hőátadás minimális költséggel különböző tárgyakhoz és épületekhez.
- Sok hűtőrendszer, beleértve a hűtőszekrényeket, hőcsövek alapján készül.
- Különböző mikroelektronikai eszközökben a hőelvezetést, különösen a hőcsöveket gyakran használják PC-kben.
- Medicine.
- Űrkutatás.
- Teljes termosztát és egyéb, hasonló célra szolgáló eszközök.
- Építés permafrost körülmények között.
- A mezőgazdaságban, miközben biztosítja az üvegház melegét stb.
- Ez a készülék a hőkapcsolók és a diódák szükséges része.
- Használható hőcsövek fűtésére lakó és ipari helyiségekben.
Meg kell mondanom, hogy a modern hőcsövek jellemzői meglehetősen lenyűgözőek:
| Működési hőmérséklet tartomány | 4-től 2300 K-ig |
| Hőátadási teljesítmény | Legfeljebb 20 kW négyzetcentiméterenként |
| Munkaerő | Több mint 20 ezer óra. |
Itt talán minden lényeges pont, amiről röviden beszélhetünk a hővezetékekről. (Lásd még a cikket A fűtőcsövek elosztása: funkciók.)
következtetés
A cikkből származó videóból további információkat kaphat ehhez a témához. Azt is megjegyezzük, hogy a hőcsöveket széles körben használják a modern gyártási, fűtési rendszerek és sok más iparágban. Ez annak köszönhető, hogy olyan termékeket terveztek, amelyek hatékonyan szállítják a munkafolyadékokat, nagy hatékonysággal.