Condotti termici - caratteristiche e portata

Per il più efficiente trasferimento di energia dal refrigerante al consumatore, vengono utilizzati tubi di calore. Consentono di trasportare diversi tipi di refrigerante con la più bassa perdita di temperatura. In questo articolo, diamo un'occhiata più da vicino alle caratteristiche di questi dispositivi e alla loro area di applicazione.

Caratteristiche del tubo di calore

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento dei tubi di calore è che il trasferimento di energia avviene a causa dell'evaporazione e dell'ulteriore condensa del liquido. Per capire come ciò avvenga nella pratica, è necessario immaginare un contenitore chiuso fatto di un metallo con una buona conduttività termica e riempito con dell'acqua.

I processi di trasferimento di calore in esso sono i seguenti:

• Quando si riscalda una parte del serbatoio, l'acqua al suo interno si trasformerà in vapore.
• Lasciando il liquido, il vapore acqueo cade sulla superficie raffreddata, in conseguenza del quale il vapore torna in uno stato liquido e drena di nuovo nella sua posizione originale.. In questo caso, una grande quantità di energia termica viene scaricata attraverso le pareti del serbatoio di metallo.
• L'acqua raffreddata viene nuovamente riscaldata e il processo si ripete..

Questo design è chiamato termosifone. Sebbene non sia un condotto termico, tuttavia, il principio di funzionamento è lo stesso.

Fai attenzione! Thermosiphon può funzionare come dovrebbe essere solo se la sua zona di condensazione si trova sopra la zona di evaporazione. Ciò garantisce il ritorno della condensa nel luogo di riscaldamento.

Grover Heat Pipe

La progettazione più semplice di una heat pipe è la seguente:

Il dispositivo di cui sopra è chiamato il tubo di calore Grover. Questo scienziato nel 1963 ha migliorato il design di un termosifone in cui il liquido scorreva per gravità. Nel tubo di calore di Grover, il fluido viene spostato in modo capillare.

Affinché questo sistema funzioni, i seguenti requisiti sono presentati al fluido di lavoro:

• Il punto di transizione liquido-vapore deve trovarsi nell'intervallo di temperatura in cui opera il dispositivo.
• Il liquido non deve subire decomposizione termica.
• Il materiale dello stoppino e il corpo del tubo devono essere bagnati con liquido.

Vari fluidi possono essere utilizzati come fluidi di lavoro nella fase liquida:

• ammoniaca;
• Elio liquefatto;
• acetone;
• acqua;
• il mercurio;
• d'argento;
• Sodio.

Per quanto riguarda lo stoppino, quindi, come detto sopra, questo elemento fornisce il movimento del fluido sotto l'azione delle forze capillari. Il requisito principale per questo materiale - assicurare un movimento uniforme del fluido di lavoro attraverso i capillari.

Più spesso usato come uno stoppino:

• Rete metallica;
• Feltri metallici;
• Pile di metallo;
• Twill tessitura di tessuti, ecc.

A prima vista può sembrare che questo dispositivo sia abbastanza semplice, tuttavia, il suo calcolo tecnico può essere eseguito solo da specialisti. Il fatto è che per il suo lavoro efficace è necessario scegliere il materiale giusto, le sue prestazioni e dimensioni. Pertanto, è improbabile che tu possa eseguire condutture di calore con le tue mani, ma un sifone di calore può essere fatto indipendentemente.

Il trasferimento di energia termica in tali dispositivi può essere fatto in diversi modi:

• Usando una fiamma aperta;
• A diretto contatto con la sostanza riscaldata;
• Corrente elettrica;
• Radiazione infrarossa

Fai attenzione! L'unico valore che limita la capacità termica del dispositivo è la resistenza termica del suo corpo.

Devo dire che le funzioni dei tubi di calore di Grover sono piuttosto diverse, ma il loro compito principale è trasferire l'energia termica da una parte all'altra del tubo. Per quanto riguarda la temperatura dell'ambiente di lavoro, le istruzioni per il loro uso consentono un intervallo da zero gradi Celsius a migliaia di gradi.

Condotti termici sagomati

Con lo sviluppo della tecnologia, i tubi di calore di Grover sono stati migliorati - tubi di contorno speciali hanno sostituito lo stoppino.

Il vantaggio di questo design è:

• Affidabilità nel lavoro;
• semplicità;
• Più alto livello di trasferimento di calore;
• Buon adattamento a diverse condizioni operative;
• durata nel tempo;
• Le caratteristiche di prestazione sono preservate in qualsiasi posizione spaziale, grazie alla quale tale tubo di calore è installato con le proprie mani senza alcuna difficoltà.

In effetti, i contorni sono gli stessi capillari, ma hanno dimensioni grandi. Come risultato delle loro qualità riguardo al trasferimento di calore, i tubi sono superconduttori di energia termica.

La portata dei moderni tubi di calore

L'ambito di applicazione delle heat pipe è piuttosto esteso:

• Trasferimento di calore con costi minimi per vari oggetti ed edifici.
• Molti sistemi di raffreddamento, compresi i frigoriferi, sono realizzati sulla base di tubi di calore.
• La rimozione del calore in vari dispositivi microelettronici, in particolare, i tubi di calore sono spesso usati nei PC.
• Medicina.
• Industria spaziale.
• Un set completo di termostati e altri dispositivi simili nello scopo.
• Costruzione in condizioni di permafrost.
• In agricoltura, assicurando il calore delle serre, ecc.
• Questo dispositivo è una parte necessaria di interruttori e diodi termici.
• Può anche essere utilizzato il tubo di calore per il riscaldamento di locali residenziali e industriali.

Devo dire che le caratteristiche dei moderni tubi di calore sono piuttosto impressionanti:

Ecco, forse, tutti i punti principali su cui puoi parlare brevemente di heat pipe. (Vedi anche l'articolo Distribuzione dei tubi di riscaldamento: caratteristiche.)

conclusione

Dal video in questo articolo, puoi ottenere maggiori informazioni su questo argomento. Notiamo anche che i tubi di calore sono ampiamente utilizzati nella moderna produzione, negli impianti di riscaldamento e in molti altri settori. Ciò è dovuto alle caratteristiche di progettazione di prodotti che forniscono un trasporto efficiente di fluidi di lavoro, con alta efficienza.