Реферат
Теплові труби: будову та принцип дії
Введення
Історії науки і техніки відомі відкриття, значення яких повною мірою спочатку не було і не могла бути оцінений.
Така доля спіткала і винахід Джекоба Перкінса (1766-1849) на початку позаминулого століття. Його нагрівальні труби були запропоновані для хлібопекарських печей, довгий час використовувалися тільки в них і ніхто до 1960-70-х років не передбачав їх можливого широкого використання в енергетиці.
З розвитком техніки і, зокрема, космічних досліджень виникло безліч спеціальних теплофізичних задач, одна з яких - передача тепла при мінімальному температурному перепаді.
Знадобилося пристрій, що володіє властивістю сверхтеплопроводності, працююче у високому температурному діапазоні, в будь-якому, відносно поверхні Землі, положенні, незалежно від наявності гравітаційного поля. Ось тоді-то погляд дослідників звернувся до майже забутого винаходу Перкінса.
Але сучасна техніка крокує вперед семимильними кроками. І хто знає, може бути, теплова труба, як тепер називають нагрівальну трубу Перкінса, знайде ще десятки областей застосування.
Теплова машина, перетворююча тепло в механічну або безпосередньо в електричну енергію, обов'язково включає в себе три складові ланки: джерело теплової енергії, перетворювач і пристрій для відводу невикористаної теплової енергії. Як правило, ці ланки розташовуються в безпосередній близькості один від одного в межах однієї енергоустановки або агрегату, і передача тепла від ланки до ланки не викликає серйозних технічних труднощів. Однак є велике коло технічних завдань, де з тих чи інших міркувань виникає необхідність територіального поділу цих ланок, а отже, необхідність ефективної передачі теплової енергії між ними.
Які ж основні вимоги пред'являються в техніці до теплопередаючих пристроям? Насамперед будь теплопередающей пристрій за своїм прямим призначенням повинно забезпечити проходження великих теплових потоків при мінімальних перепадах температур.
Друга важлива властивість теплопередающих пристроїв - мінімум теплових втрат при передачі тепла.
Для характеристики ефективності передачі тепла зазвичай вводять поняття відповідного ККД теплопередающей пристрою, причому під ним мається на увазі виражене у відсотках відношення вихідного і вхідного теплових потоків.
Завдання передачі тепла на значні відстані в даний час, як правило, вирішуються за рахунок використання контурів з рухомим теплоносієм. Але у таких систем є суттєві недоліки: потрібно витрата енергії на прокачування теплоносія; мають місце великі втрати при передачі; спостерігаються значні перепади температур; обмежені робочі температури використовуваних теплоносіїв не дозволяють застосовувати найбільш ефективні високотемпературні цикли перетворення; при великих переданих теплових потоках системи громіздкі і важкі по вазі; насоси, що містять обертові елементи, є джерелами шуму і вібрації, вимагають систематичної профілактики і нагляду.
Використання теплопроводів, виготовлених з матеріалів з високою теплопровідністю, вельми дорого. Подібні системи вельми важкі і вимагають значних температурних перепадів. Ще більші перепади мають місце при спробі передавати тепло, використовую конвекцію, випромінювання або теплопровідність якого-небудь газу.
Завдання ефективної передачі теплової енергії та трансформації теплового потоку вельми просто і дешево вирішуються за допомогою пристроїв, які отримали в зарубіжній літературі назву теплових труб.
Теплові труби позбавлені розглянутих вище недоліків. Вони являють собою порівняно просте в технічному відношенні пристрій, що дозволяє передавати теплову енергію з ефективністю більше 90%, що не містить рухомих деталей, безшумне в роботі, що характеризується великою надійністю і тривалим ресурсом роботи без обслуговування. Ефективна теплопровідність теплових труб в десятки тисяч разів більше, ніж теплопровідність таких металів, як мідь, срібло, алюміній. За допомогою теплової труби можна передавати майже в 500 разів більше тепла на одиницю ваги, ніж це дозволяють тверді теплопровідником при тому ж поперечному перерізі. Теплові труби можуть працювати в широкому діапазоні температур (від кріогенних температур до 2000-2500 0 С). Ці кордони робочих температур визначаються тільки технологічними властивостями існуючих на сьогоднішній день матеріалів, а не принципом дії. Крім того, теплові труби не пред'являють специфічних вимог до типу теплового джерела.
Основні власти...
