Tuberías de calor - características y alcance
Para la transferencia más eficiente de energía del refrigerante al consumidor, se utilizan tuberías de calor. Le permiten transportar diferentes tipos de refrigerante con la menor pérdida de temperatura. En este artículo, echamos un vistazo más de cerca a las características de estos dispositivos y su área de aplicación.
Características del tubo de calor.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de las tuberías de calor es que la transferencia de energía se produce debido a la evaporación y la condensación adicional del líquido. Para comprender cómo sucede esto en la práctica, es necesario imaginar un recipiente cerrado hecho de metal con buena conductividad térmica y lleno de agua.
Los procesos de transferencia de calor en ella son los siguientes:
- Al calentar una parte del tanque, el agua se convertirá en vapor..
- Al dejar el líquido, el vapor de agua cae sobre la superficie enfriada, como resultado de lo cual el vapor cambia nuevamente a un estado líquido y regresa a su lugar original.. En este caso, una gran cantidad de energía térmica se descarga a través de las paredes del depósito de metal.
- El agua enfriada se calienta de nuevo y el proceso se repite..
Este diseño se llama termosifón. Sin embargo, aunque no es una tubería de calor, el principio de funcionamiento es el mismo.
Presta atencion El termosifón puede funcionar como debería ser solo si su zona de condensación está ubicada sobre la zona de evaporación. Esto asegura el retorno del condensado al lugar de calentamiento.
Tubo de calor Grover
El diseño más simple de una tubería de calor es el siguiente:
| Vivienda | Debe estar hecho de un material que conduzca bien el calor. Además, un requisito importante para el cuerpo es su resistencia, por lo que puede proporcionar una estanqueidad confiable. Como material para el mismo, generalmente se utilizan varias aleaciones de diversos metales, así como también cerámica o vidrio para tuberías. El tipo de caso puede depender del tipo de caso. |
| Ambiente de trabajo | Es una sustancia líquida (refrigerante), capaz de moverse a un estado gaseoso a una temperatura de trabajo. |
| Mecha | Material sólido con poros a través del cual el líquido a través de los capilares se mueve de una parte de la tubería a otra. |
El dispositivo anterior se llama el tubo de calor Grover. Este científico en 1963 mejoró el diseño de un termosifón en el que el líquido fluía por gravedad. En la tubería de calor de Grover, el fluido se mueve de forma capilar.
Para que este sistema funcione, se presentan los siguientes requisitos para el fluido de trabajo:
- El punto de transición líquido-vapor debe estar en el rango de temperatura en el que funciona el dispositivo.
- El líquido no debe sufrir descomposición térmica.
- El material de la mecha y el cuerpo de la tubería se deben humedecer con líquido.
Se pueden usar varios fluidos como fluidos de trabajo en la fase líquida:
- Amoniaco
- Helio licuado
- Acetona;
- El agua
- Mercurio
- Plata;
- Sodio
En cuanto a la mecha, entonces, como se mencionó anteriormente, este elemento proporciona el movimiento del fluido bajo la acción de las fuerzas capilares. El principal requisito para este material: garantizar un movimiento uniforme del fluido de trabajo a través de los capilares.
Más a menudo se utiliza como una mecha:
- Malla de metal;
- Fieltros de metal;
- Pilas de metal;
- Tejidos de sarga, etc.
A primera vista, puede parecer que este dispositivo es bastante simple, sin embargo, su cálculo técnico solo puede ser realizado por especialistas. El hecho es que para su trabajo efectivo es necesario elegir el material correcto, su rendimiento y tamaño. Por lo tanto, es poco probable que pueda realizar tuberías de calor con sus propias manos, pero un sifón de calor se puede hacer de forma independiente.
La transferencia de energía térmica en tales dispositivos se puede hacer de varias maneras:
- Usando una llama abierta;
- En contacto directo con la sustancia calentada;
- Corriente electrica
- La radiación infrarroja.
Presta atencion El único valor que limita la capacidad térmica del dispositivo es la resistencia térmica de su cuerpo.
Debo decir que las funciones de las tuberías de calor de Grover son bastante diversas, pero su tarea principal es transferir energía térmica de una parte de la tubería a otra. En cuanto a la temperatura del ambiente de trabajo, las instrucciones para su uso permiten un rango de cero grados centígrados a miles de grados.
Tubos de calor contorneados
Con el desarrollo de la tecnología, los tubos de calor de Grover se han mejorado: los tubos de contorno especiales han reemplazado a la mecha.
La ventaja de este diseño es:
- Fiabilidad en el trabajo;
- Simplicidad
- Mayor nivel de transferencia de calor;
- Buena adaptación a diferentes condiciones de operación;
- Durabilidad
- Las características de rendimiento se conservan en cualquier posición espacial, debido a la cual tal tubería de calor se instala con sus propias manos sin ninguna dificultad.
De hecho, los contornos son los mismos capilares, pero tienen tamaños grandes. Como resultado de sus cualidades con respecto a la transferencia de calor, los tubos son superconductores de energía térmica.
El alcance de las tuberías de calor modernas.
El ámbito de aplicación de las tuberías de calor es bastante extenso:
- Transferencia de calor con costos mínimos para diversos objetos y edificios.
- Muchos sistemas de refrigeración, incluidos los refrigeradores, se fabrican sobre la base de tuberías de calor.
- La eliminación de calor en varios dispositivos microelectrónicos, en particular, las tuberías de calor se utilizan a menudo en las PC.
- Medicina
- Industria espacial
- Un conjunto completo de termostatos y otros dispositivos de propósito similar.
- Construcción en condiciones de permafrost.
- En agricultura, asegurando al mismo tiempo el calor de los invernaderos, etc.
- Este dispositivo es una parte necesaria de los interruptores térmicos y diodos.
- También se puede utilizar tubo de calor para calefacción de locales residenciales e industriales.
Debo decir que las características de las tuberías de calor modernas son bastante impresionantes:
| Rango de temperatura de funcionamiento | De 4 a 2300 K |
| Potencia de transferencia de calor | Hasta 20 kW por centímetro cuadrado |
| Recurso de trabajo | Más de 20 mil horas. |
Aquí, tal vez, todos los puntos principales que puede hablar brevemente sobre las tuberías de calor. (Ver también el artículo Distribución de tuberías de calefacción: características.)
Conclusión
Desde el video en este artículo, puede obtener más información sobre este tema. También notamos que los tubos de calor son ampliamente utilizados en la fabricación moderna, sistemas de calefacción y muchas otras industrias. Esto se debe a las características de diseño de los productos que proporcionan un transporte eficiente de los fluidos de trabajo, con alta eficiencia.