¿Cuál es el principio de funcionamiento y la estructura del intercambiador de calor de manga?

El principio de funcionamiento de un tubo de calor

Un tubo de calor es un recipiente sellado al vacío lleno de una cantidad adecuada de medio de trabajo. Es un elemento de transferencia de calor eficiente y está compuesto principalmente. de un núcleo de tubo, una carcasa de tubo y una composición de trabajo. El proceso de fabricación del tubo de calor consiste en sellar primero el tubo, bombearlo a presión negativa y luego llenarlo con una pequeña cantidad de fluido de trabajo líquido en este estado. La pared interior del tubo de calor tiene una malla metálica cilíndrica concéntrica (u otro medio poroso), que se denomina mecha absorbente de líquido. La mecha absorbente de líquido se llena con medio de trabajo líquido cuando se transfiere calor a la sección de evaporación. En el tubo de calor, el medio de trabajo absorbe calor y se evapora. En la sección de condensación, el vapor del medio se enfría, libera el calor latente de la vaporización, se condensa en líquido y luego regresa a la sección de evaporación bajo la acción de la fuerza capilar o la gravedad. la mecha porosa absorbente de líquido. Este ciclo se repite, a través del cambio de fase y la transferencia de la calidad del fluido de trabajo para lograr una transferencia de calor eficiente. El núcleo del tubo y el medio de trabajo son las dos partes más importantes del tubo de calor. Por un lado, el núcleo del tubo distribuye el líquido de trabajo a toda la sección de evaporación y a la sección de condensación y, por otro lado, proporciona el método y la potencia para que el condensado refluya. La investigación tradicional sobre tubos de calor a menudo estudia los tubos de calor por gravedad basándose en el principio de termosifones. No existe un núcleo de tubo especial, pero se realiza algún tratamiento de limpieza u oxidación en el interior del tubo. Hoy en día, cada vez más instituciones de investigación científica están comprometidas con el estudio de las estructuras de los núcleos de los tubos, especialmente los núcleos de los tubos de estructura capilar, como los núcleos de los tubos uniformes de malla de alambre, los núcleos de los tubos ranurados y los núcleos de los tubos combinados. La selección del fluido de trabajo en el tubo de calor debe tener en cuenta el rango de temperatura de funcionamiento con vapor [2], así como la compatibilidad del fluido de trabajo con los materiales del núcleo del tubo y de la carcasa del tubo. Bajo la premisa de compatibilidad y rango de temperatura apropiados, el tipo y la cantidad de llenado del fluido de trabajo también deben seleccionarse en función de diversas restricciones termodinámicas sobre el flujo de calor del fluido de trabajo en el tubo de calor. Estos límites incluyen el límite de viscosidad, el límite sónico, el límite capilar, el límite de transporte y el límite de ebullición.

Características de los heat pipes

(1) Excelente conductividad térmica. Dado que los tubos de calor transfieren calor en forma de calor latente, en comparación con metales como la plata, el cobre y el aluminio, los tubos de calor por unidad de peso pueden transferir varios órdenes de magnitud más calor. (2) Superficie isotérmica con baja resistencia térmica. Cuando el tubo de calor está funcionando, la temperatura en la superficie de la sección de condensación tiende a ser constante. Si se aplica una carga de calor localmente, se condensará más vapor allí, manteniendo la temperatura en el nivel original; de manera similar, existe una condición isotérmica; En la sección de evaporación, cuando el tubo de calor está funcionando, el vapor en el tubo está en un estado saturado, la diferencia de temperatura durante el flujo de vapor y el cambio de fase es muy pequeña, y la pared del tubo y el núcleo capilar son relativamente delgados. por lo que el gradiente de temperatura de la superficie del tubo de calor es muy pequeño, es decir, la superficie isotérmica es buena. (3) Tiene la capacidad de convertir la densidad del flujo de calor. Los espacios de evaporación y condensación en el tubo de calor están separados, por lo que se puede lograr una conversión de densidad de flujo de calor alta en la sección de evaporación, mientras que se puede generar una densidad de flujo de calor baja en la sección de condensación. viceversa. (4) Excelente respuesta térmica. La presión interna del tubo de calor es muy pequeña. Cuando se calienta el extremo de evaporación, el vapor avanza aproximadamente a la velocidad del sonido a esa temperatura. (5) El tubo de calor tiene una estructura simple, peso ligero, tamaño pequeño y fácil mantenimiento. (6) El tubo de calor no tiene partes móviles, funciona de manera confiable y tiene una larga vida útil.

El principio de funcionamiento y las características del intercambiador de calor de tubo de calor tipo manguito

La estructura del intercambiador de calor de tubo de calor tipo manguito consta de dos tubos circulares anidados concéntricamente de diferentes diámetros, también Conocido como tubo de calor radial, porque la dirección de transferencia de calor es radial. Cuando el exterior del tubo exterior es el lado de alta temperatura y el interior del tubo interior es el lado de baja temperatura, el fluido de trabajo del lado caliente en el espacio de la carcasa en estado de vacío se calienta, se vaporiza y se expande, formando altas temperaturas. -velocidad de convección con el fluido de trabajo del lado frío y se condensa en el lado frío. Es decir, cuando el calor se transfiere al tubo exterior, el medio de trabajo absorbe calor y se evapora, fluyendo hacia el lado frío, donde el. El vapor medio se enfría, liberando el calor latente de vaporización, condensándose en un líquido y luego regresando al lado caliente. Este ciclo se repite, a través del cambio de fase y la transferencia de la calidad del fluido de trabajo para lograr una transferencia de calor eficiente. Además de las características de los intercambiadores de calor de tubos de calor por gravedad convencionales, los intercambiadores de calor de tubos de calor tipo manguito también tienen las siguientes características. (1) La dirección de la transferencia de calor puede ser bidireccional, ya sea de exterior a interior o de interior a exterior, mientras que los tubos de calor por gravedad convencionales sólo pueden transferirse desde la sección de evaporación a la sección de condensación y no pueden transferirse en la dirección inversa. (2) Cuando se trabaja, la dirección relativa del campo de gravedad se puede colocar en cualquier ángulo, desde vertical hasta paralelo, mientras que los tubos de calor por gravedad convencionales no pueden funcionar perpendicularmente a la dirección del campo de gravedad.

(3) Dado que la distancia de transferencia de calor en los lados frío y caliente del intercambiador de calor de tubo de calor tipo manguito es mucho más corta que la de los tubos de calor por gravedad convencionales, y el coeficiente de transferencia de calor aumenta, la resistencia térmica en ambos lados es muy pequeña y la diferencia de temperatura también es muy pequeña. (4) Dado que el área de la sección transversal de transferencia de calor en los lados frío y caliente del intercambiador de calor de tubo de calor tipo manguito aumenta considerablemente en comparación con los tubos de calor por gravedad convencionales, la carga de calor por unidad de área en ambos lados puede ser muy grande; no hay límite de velocidad sónica de los tubos de calor por gravedad convencionales, límite de transporte, límite capilar ni límite de ebullición.

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