Conductă de căldură , conductă de căldură , conductă de căldură ( de exemplu conductă de căldură ) - un element al unui sistem de schimb de căldură, al cărui principiu de funcționare se bazează pe faptul că în tuburile închise din metal conducător de căldură (de exemplu, cupru ) și alte materiale există un lichid cu punct de fierbere scăzut . Transferul de căldură are loc datorită faptului că lichidul se evaporă la capătul fierbinte al tubului, absorbind căldura de evaporare și se condensează la capătul rece, de unde se deplasează înapoi la capătul fierbinte.
Există două tipuri de conducte termice: cu pereți netezi și cu un strat poros la interior. În tuburile cu pereți netezi, lichidul condensat se întoarce în zona de evaporare numai sub influența gravitației - cu alte cuvinte, un astfel de tub va funcționa numai într-o poziție în care zona de condensare este deasupra zonei de evaporare, iar lichidul are capacitatea pentru a se scurge în zona de evaporare. Conductele de căldură cu umplutură (fitile, ceramică etc.) pot funcționa în aproape orice poziție, deoarece lichidul se întoarce în zona de evaporare prin porii săi sub acțiunea forțelor capilare , iar gravitația joacă un rol nesemnificativ în acest proces.
Materialele conductelor de căldură și lichidele de răcire sunt selectate în funcție de condițiile de aplicare, de la heliu lichid pentru temperaturi ultra scăzute până la mercur și chiar indiu pentru aplicații la temperaturi înalte. Cu toate acestea, majoritatea țevilor moderne folosesc amoniac , apă , metanol și etanol ca fluid de lucru .
Principiul de bază al funcționării conductelor de căldură folosind gravitația (așa-numitele termosifoane cu două faze ) datează din epoca aburului. Concepte moderne care utilizează efectul capilar în conductele de căldură au fost propuse de RS Gaugler de la General Motors în 1942 ( brevet US2448261A [1] ) [2] . Beneficiile sistemelor capilare au fost, de asemenea, dezvoltate și demonstrate în mod independent de George Grover de la Laboratorul Național Los Alamos în 1963 și publicate ulterior în Journal of Applied Physics .
| Substanţă | de la, K | la, K |
|---|---|---|
| Heliu, lichid | 2 | patru |
| Apă | 298 | 573 |
| etanol | 273 | 403 |
| metanol | 283 | 403 |
| Amoniac | 213 | 373 |
| Mercur | 523 | 923 |
| Sodiu | 873 | 1473 |
| Indiu | 2000 | 3000 |
Au o gamă limitată de utilizare eficientă. Dacă temperatura de proiectare este depășită, tot lichidul de răcire se poate transforma în abur, ceea ce va duce la o scădere catastrofală a conductibilității termice a tubului (până la 1/80). În schimb, la o temperatură insuficientă, lichidul se evaporă slab.
Același principiu este folosit la sobele de tabără.
Tuburile sunt utilizate cu succes în sistemele de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) , în special în sistemele de recuperare a aerului , când aerul scos din încăpere schimbă căldură cu aerul proaspăt care vine de pe stradă. Producătorii de astfel de sisteme își susțin eficiența la nivelul de 75%.
Compactitatea și eficiența termotuburilor este motivul pentru aplicarea lor largă în tehnologia spațială . În același timp, este necesar să se țină seama de astfel de caracteristici ale muncii în spațiu, cum ar fi: microgravitația , disiparea energiei numai din cauza radiațiilor, puterea electrică limitată, în legătură cu care se acordă preferință sistemelor pasive, durata de viață lungă, datorită imposibilitatea (sau limitarea extremă) a întreținerii.