ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к теплотехнике и может применяться для передачи теплового потока между средами с разной температурой.
Известна тепловая труба, содержащая коаксиальную полость и распределители потока (А.с. СССР № 443649). Недостатком данного устройства является то, что в нем из-за термических флуктуации теплоносителя низка эффективность разделения восходящего и нисходящего потоков теплоносителя за пределами распределителя.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому решению является тепловая труба, состоящая из расположенных одна в другой с зазором внутренней и наружной труб, образующих коаксиальную полость теплоносителя и центральный канал подачи газа (Макаров В.И.. Термосифоны в северном строительстве. Новосибирск. «Наука. Сибирское отделение. 1985. с. 48. рис. 2.14-а).
Недостатком данной тепловой трубы является ее низкая тепловая эффективность из-за смешения восходящего и нисходящего потоков теплоносителя, а также невозможности использования теплоты парообразной влаги полмерзлотной зоны грунта.
Задачей настоящей полезной модели является повышение тепловой эффективности работы тепловой трубы в зимний период.
Настояшая задача решается тем, что в тепловой трубе, состоящей из расположенных одна в другой с зазором внутренней и наружной труб, образующих коаксиальную полость теплоносителя с центральным каналом подачи газа, коаксиальная полость разделена на верхнюю и нижнюю камеры, причем верхняя камера снабжена радиальными перегородками, образующими секции, связанные между собой в ее верхней и нижней части и внутри которых на стенках внутренней и наружной труб установлены распределиF 28 Д 15/00
2001109309
Тепловая труба НИШШШрМрМ
тели потока теплоносителя, а нижняя камера выполнена с перфорацией внутренней и наружной труб.
Распределители потока теплоносителя выполнены в виде секторов усеченного конуса, установленных в одних секциях вверх от стенок внутренней и наружной труб, а в других секциях - вниз.
На фиг. 1 показана общая схема тепловой трубы
На фиг. 2 разрез по А - А.
На фиг. 3 показан вид распределителя.
Тепловая труба состоит из двух расположенных одна в другой наружной 1 и внутренней 2 труб, образующих коаксиальную полость 3 и центральный канал подачи газа 4. Коаксиальная полость 3 разделена перегородкой 5 на две камеры верхнюю 6 и нижнюю 7. Верхняя камера 6 снабжена радиальными перегородками 8, образующими секции 9, связанные между собой в ее верхней и нижней части. Внутри секций 9 на стенке наружной трубы 1 установлены распределители потока 10, а на стенке внутренней трубы 2 распределители потока И. Распределители потока 10 и 11 по форме выполнены в виде секторов усеченного конуса и установлены в одних секциях 9 вверх от стенок внутренней трубы 2 и наружной трубы 1, а в других секциях 9 - вниз. Нижняя камера 7 имеет перфорации 12 в наружной трубе 1 и внутренней трубе 2.
Тепловая труба установлена в грунте с промерзшим слоем 13 и подмерзлотной зоной 14.
Работа тепловой трубы осуществляется следующим образом. Нри нагреве наружной трубы 1 теплотой грунта подмерзлотной зоны 14 в жидком теплоносителе верхней камеры 6 возникают периодические тепловые флуктуации, сопровождающиеся скачками давления, увеличением скорости движения молекул теплоносителя и снижением его плотности. Тепловые флуктуации, возникающие у стенок труб 1 и 2 секций 9 верхней камеры 6 огра- . ничены пространством между распределителями потока 10 и 11. При этом в
секциях 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вверх от стенок внутренней трубы 2 и наружной трубы 1, теплоноситель направляется вверх камеры 6 так как вертикальная составляющая давления тепловых флуктуации, направленная вниз, гасится в углах, образованных вверх направленными распределителями потока 10, 11. Далее из верхней части камеры 6 теплоноситель направляется в секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз от стенок внутренней трубы 2 и наружной трубы 1. В секциях 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз от стенок внутренней 2 и наружной 1 труб, теплоноситель движется вниз камеры 6 при этом вертикальная составляющая давления тепловых флуктуации, направленная вверх, гасится в углах, образованных вниз направленными распределителями потока 10,11.
Минуя секции с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз, теплоноситель опускается в нижнюю часть камеры 6 и далее вновь попадает в секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вверх. Таким образом, секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вверх, образуют каналы восходящего потока жидкого теплоносителя, а секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз, образуют каналы нисходящего потока теплоносителя. Связь секций 9 в верхней и нижней частях камеры 6 позволяет осуществить единую циркуляционную систему движения теплоносителя с более высокой тепловой эффективностью.
В зимний период при образовании промерзшего слоя грунта 13 давление парообразной влаги в подмерзлотной зоне 14 выше давления паров влаги в атмосфере. В связи с этим смесь паров влаги и газов из подмерзлотной зоны 14 через перфорации 12 в трубе 1 и 2 поднимается в центральный канал подачи газа 4, на стенке которого осуществляется теплоотдача от восходящего газового потока. Эффект теплоотдачи газа интенсифицируется конденсацией содержащихся в нем паров влаги на внутренней поверхности центрального канала подачи газа 4 в зоне коаксиальной полости 3 примыкающей к промерзшему слою 13. При этом конденсат влаги под действием силы тяжести стекает по внутренней поверхности центрального канала подачи газа 4 и через нижние ряды перфорации 12 возвращается в подмерзлотную зону. Газовый поток с пониженным влагосодержанием из внутренней трубы 2 уходит в атмосферу.
Таким образом, повышение тепловой эффективности тепловой трубы достигается за счет вышеуказанных особенностей установки распределителей потока теплоносителя в верхней камере коаксиальной полости и конденсации паров грунтовой влаги в центральном канале тепловой трубы.
Хвоинский Л.А. ,г -- б тенев С.В. Горяев В.Е.