ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О термосифонах и тепловых трубах из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Термосифоны и тепловые трубы призваны решать проблему переноса больших потоков теплоты. При этом температурные напоры на самих устройствах — невелики, т.е. практически весь располагаемый температурный напор реализуется за пределами устройства — при подводе к нему теплоты и ее отводе со стороны внешних целевого продукта и теплоносителя. Термосифоны и тепловые трубы наибольшее применение сейчас находят в энергетике и строительной индустрии (рекуперация теплоты, размораживание, кондиционирование воздуха, криогенные процессы) в меньших масштабах их используют в химической технологии и смежных отраслях промышленности (сушка, газификация углей, пищевая и фармацевтическая промышленность и др.). Возможности этих устройств весьма велики, так что можно говорить о благоприятных перспективах их использования. Ниже изложены принципы работы термосифонов и тепловых труб и дана их краткая характеристика . [c.592] Термосифон (рис.7.24,а) представляет собой вертикальную трубу, в которой помещено небольшое количество рабочего тела (воды или другой жидкости) труба вакуумирована и плотно закрыта. На нижнем конце трубы расположена зона подвода теплоты А, на верхнем — зона отвода Б. Теплота от находящегося снаружи термосифонной трубы горячего теплоносителя в зоне А подводится к воде, что вызывает ее испарение образовавшиеся пары поднимаются вверх, попадают в зону Б, где теплота отдается холодному теплоносителю (он также находится снаружи термосифонной трубы). При этом пары конденсируются и конденсат под действием силы тяжести стекает по стенкам вниз и возвращается в зону испарения А. Между теплопередающими зонами А к Б находится адиабатный участок, где отсутствует теплоперенос нормально к поверхности трубы на этом участке происходит продольный (по трубе) перенос теплоты с потоком рабочего тела (пара и коцценсата). Таким образом, при функционировании термосифона осуществляется перенос теплоты — в конечном счете от горячего теплоносителя к холодному. [c.593] Поскольку теплота конденсахщи (испарения) для различных рабочих тел (особенно для воды) весьма велика, то даже при небольших разностях температур между концами термосифона могут транспортироваться значительные количества теплоты. Если оперировать терминами кондуктивного теплопереноса, то можно констатировать, что термосифон обладает продольной эквивалентной теплопроводностью превьииающей таковую для самых теплопроводных металлов (медь, серебро, алюминий) в сотни и тысячи раз. Практически пропускная способность термосифонной трубы вряд ли может явиться лимитирующим фактором в общем переносе теплоты от горячего к холодному теплоносителю. [c.593] Существенный недостаток термосифона — возврат конденсата в зону испарения под действием гравитационных сил. Это диктует расположение горячей зоны испарения обязательно ниже более холодной зоны конденсации, что ограничивает возможности использования термосифона. [c.593] Важнейшие требования к рабочему телу — высокое поверхностное натяжение и хорошая смачиваемость фитиля, низкая вязкость (с целью обеспечения быстрого возврата конденсата в зону испарения по фитилю), возможно б 1льшие теплопроводность конденсата и теплота конденсации (чтобы обеспечить интенсивный теплообмен на концах трубы с горячим и холодным теготоносителями). В качестве рабочего тела в тепловых трубах используют воду, спирты, углеводороды и их производные, некоторые газы (в сжиженном состоянии) и металлы (в расплавах). Выбор рабочего тела зависит от рабочей температуры тепловые трубы могуг работать близко к абсолютному нулю (несколько градусов А) и при температурах до 2000 АГ. [c.594] Разумеется, для рабочих тел и материала фильтров общим требованием является достаточная химическая инертность и термическая устойчивость. [c.594] Реализуемые тепловые потоки (и значения Хц) для тепловых труб также весьма высоки они в очень малой мере уступают характерным для термосифонов. [c.594] В заключение отметим, что величины тепловых потоков в термосифонах и тепловых трубах ограничены значениями относительных скоростей жидкости и пара, т.е. возможностью срыва капель конденсата с движущейся пленки встречным паровым потоком ( захлебывание устройства). [c.594] Вернуться к основной статье