슬리브 열교환기의 작동 원리와 구조는 무엇입니까?

히트파이프의 작동 원리

히트파이프는 적절한 양의 작동 매체가 채워진 진공 밀봉 용기이며 효율적인 열 전달 요소이며 주로 구성됩니다. 튜브 코어, 튜브 쉘 및 작동 매체로 구성됩니다. 히트파이프의 제조공정은 먼저 파이프를 밀봉하고 부압으로 펌핑한 후 이 상태에서 소량의 액체 작동 매체를 채우는 것이다. 히트 파이프의 내부 벽에는 액체 흡수 심지라고 불리는 동심 원통형 금속 메쉬(또는 기타 다공성 매체)가 있습니다. 열이 증발 부분으로 전달되면 액체 흡수 심지가 채워집니다. 히트 파이프, 작동 매체는 열을 흡수하고 증발합니다. 응축 섹션에서 매체 증기는 냉각되고 증발 잠열을 방출하고 액체로 응축된 다음 모세관력 또는 중력의 작용으로 증발 섹션으로 돌아갑니다. 다공성 액체 흡수 심지의 상 변화와 효율적인 열 전달을 통해 품질이 반복됩니다. 튜브 코어와 작동 매체는 히트 파이프의 가장 중요한 두 부분입니다. 한편으로 튜브 코어는 작동 액체를 증발 구간과 응축 구간 전체에 분배하고, 다른 한편으로는 응축수가 환류하는 방법과 동력을 제공합니다. 전통적인 히트파이프 연구에서는 열사이펀의 원리를 기반으로 중력 히트파이프를 연구하는 경우가 많습니다. 특별한 튜브 코어는 없지만 튜브 내부에서 일부 세척 또는 산화 처리가 수행됩니다. 요즘 점점 더 많은 과학 연구 기관이 튜브 코어 구조, 특히 와이어 메쉬 균일 튜브 코어, 채널 튜브 코어 및 결합 튜브 코어와 같은 모세관 구조 튜브 코어 연구에 전념하고 있습니다. 히트 파이프의 작동 유체 선택은 증기 작동의 온도 범위[2]뿐만 아니라 작동 유체와 튜브 코어 및 튜브 쉘 재료의 호환성을 고려해야 합니다. 적절한 온도 범위와 호환성을 전제로 히트파이프 내 작동유체의 열 흐름에 대한 다양한 열역학적 제한을 고려하여 작동유체의 종류와 충전량을 선택해야 합니다. 이러한 한계에는 점도 한계, 음파 한계, 모세관 한계, 운반 한계 및 비등 한계가 포함됩니다.

히트파이프의 특성

(1) 열전도율이 뛰어납니다. 히트파이프는 잠열의 형태로 열을 전달하기 때문에 은, 구리, 알루미늄 등의 금속에 비해 단위 중량당 히트파이프는 몇 자릿수 더 많은 열을 전달할 수 있습니다. (2) 열 저항이 낮은 등온 표면. 히트파이프가 작동 중일 때 응축 부분 표면의 온도는 일정해지는 경향이 있습니다. 국부적으로 열 부하가 가해지면 더 많은 증기가 응축되어 온도가 원래 수준으로 유지됩니다. 표면적으로는 히트 파이프가 작동할 때 튜브의 증기가 포화 상태이고 증기 흐름 및 상 변화 중 온도 차이가 매우 작으며 튜브 벽과 모세관 코어가 상대적으로 얇습니다. 따라서 히트파이프의 표면 온도 구배는 매우 작습니다. 즉, 표면 등온이 좋습니다. (3) 열유량밀도를 환산하는 능력이 있다. 히트파이프 내 증발 공간과 응축 공간이 분리되어 있어 열유속 밀도 변환이 가능합니다. 증발 구간에서는 높은 열유속 밀도를 입력하고, 응축 구간에서는 낮은 열유속 밀도를 출력할 수 있습니다. 그 반대. (4) 열응답성이 우수하다. 히트파이프의 내부 압력은 매우 작습니다. 증발 끝부분이 가열되면 증기는 해당 온도에서 대략 음속으로 진행됩니다. (5) 히트파이프는 구조가 간단하고, 무게가 가볍고, 크기가 작으며, 유지관리가 용이하다. (6) 히트파이프는 움직이는 부분이 없고 안정적으로 작동하며 수명이 길다.

슬리브형 히트파이프 열교환기의 작동 원리와 특성

슬리브형 히트파이프 열교환기의 구조는 서로 다른 직경의 두 개의 원형 튜브가 동심원으로 중첩되어 있으며, 열 전달 방향이 방사형이기 때문에 방사형 히트 파이프라고도 합니다. 외통의 외측이 고온측, 내통의 내측이 저온측일 때, 진공상태의 케이싱 틈새에 있는 고온측 작동유체는 가열, 기화, 팽창하여 형성됩니다. 즉, 열이 외부 튜브로 전달되면 작동 매체는 열을 흡수하고 증발하여 차가운 쪽으로 흘러갑니다. 매체 증기는 냉각되고, 증발 잠열을 방출하고, 액체로 응축된 다음, 효율적인 열 전달을 달성하기 위해 작업 매체의 상 변화 및 전달을 통해 뜨거운 면으로 돌아갑니다. 슬리브형 히트파이프 열교환기는 기존 중력 히트파이프 열교환기의 특성 외에 다음과 같은 특성도 가지고 있습니다. (1) 열 전달 방향은 외부에서 내부로 또는 내부에서 외부로 양방향일 수 있습니다. 반면 기존 중력 히트 파이프는 증발 부분에서 응축 부분으로만 이동할 수 있으며 반대 방향으로는 이동할 수 없습니다. (2) 작업 시 상대 중력장 방향은 수직에서 평행까지 어떤 각도로도 배치될 수 있지만 기존 중력 히트 파이프는 중력장 방향에 수직으로 작동할 수 없습니다. (3) 슬리브형 히트파이프 열교환기는 고온측과 저온측의 열전달 거리가 기존 중력 히트파이프에 비해 훨씬 짧고 열전달계수가 증가하므로 양측의 열저항은 매우 작으며 그에 따라 온도차도 매우 작습니다.

(4) 슬리브형 히트파이프 열교환기는 고온측과 저온측의 열전달 단면적이 기존 중력 히트파이프에 비해 크게 증가하므로 양측의 단위면적당 열부하를 크게 증가시킬 수 있다. 매우 크며 기존 중력 히트 파이프에는 음속 한계, 운반 한계, 모세관 한계 및 비등 한계가 없습니다.

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