- Kết thúc quá trình ép
2.1.2.3.Thiết bị trao ựổi nhiệt kiểu ống nhiệt
Ống nhiệt có thể truyền nhiệt năng gấp 100 lần so với ựồng, vốn ựược coi là chất dẫn nhiệt tốt nhất. Nói cách khác, ựường ống nhiệt là một hệ thống truyền và nhận nhiệt năng liền khối nên chỉ yêu cầu bảo dưỡng ở mức thấp nhất. đường ống nhiệt bao gồm 3 bộ phận, một bình chứa kắn, một kết cấu mao dẫn và chất lỏng truyền lực. Kết cấu mao dẫn ựược chế tạo liền khối thành bề mặt bên trong của ống bình chứa và ựược ựóng kắn trong chân không. Nhiệt năng ựưa tới bề mặt bên ngoài của ựường ống nhiệt cân bằng với chắnh hơi của ựường ống vì ống bình chứa ựược làm kắn trong chân khơng. Nhiệt năng ựưa tới bề mặt bên ngồi của ựường ống nhiệt khiến cho chất lỏng truyền nhiệt gần bề mặt bay hơi ngay tức thời. Hơi ựược tạo thành hấp thu nhiệt ẩn của quá trình bốc hơi và phần ựường ống nhiệt này trở thành vùng bay hơi. Sau ựó hơi ựi tới ựầu kia của ựường ống, tại ựây nhiệt năng bị khử khiến cho hơi lại ngưng tụ thành chất lỏng và như thế bỏ ựi nhiệt ẩn của quá trình ngưng tụ. Phần này của ựường ống nhiệt hoạt ựộng như vùng ngưng tụ. Sau ựó chất lỏng ngưng tụ quay trở lại vùng bay hơi.
Hình 2-3. Bộ gia nhiệt tận dụng nhiệt thải kiểu ống nhiệt. * Cấu tạo:
Ống nhiệt ựược chia làm 3 phần:
Phần bốc hơi còn gọi là phần sơi: Ở ựây mơi chất nhận nhiệt ở bên ngồi và làm mơi chất ựó sơi và bốc hơi;
Phần ựoạn nhiệt (có thể có hoặc khơng): Trong phần này ống khơng trao ựổi nhiệt với bên ngồi. Mục ựắch dẫn mơi chất ở trạng thái khắ hoặc hơi ở phần sôi về phần ngưng;
Phần ngưng: Ở ựây môi chất tỏa nhiệt, hơi từ phần sôi sẽ ựược ngưng tụ thành chất lỏng và chất lỏng này sẽ ựược ựưa trở lại phần sôi.
* Nguyên lý hoạt ựộng của ống nhiệt
Môi chất lỏng ở bên trong ống nhiệt tại phần sôi. Ở ựây chất lỏng sẽ nhận nhiệt từ một nguồn cấp nhiệt nào ựó ở bên ngồi của ống nhiệt (vắ dụ khói lị, năng lượng bức xạ mặt trời.....). Khi nhận nhiệt chất lỏng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi. Sau ựó hơi ựược chuyển qua phần ựoạn nhiệt rồi ựược chuyển thẳng ựến phần ngưng. Sự dịch chuyển này nhờ sự chênh lệch áp suất giữa phần sơi và phần ngưng.
Hình 2-5. Sơ ựồ hoạt ựộng của ống nhiệt.
Hơi tại phần ngưng trao ựổi nhiệt với mơi trường bên ngồi thơng qua vách ống và nhả nhiêt cho môi trường cần làm nóng ở phắa bên ngồi của ống nhiệt (vắ dụ: nước, khơng khắẦ). Hơi sau khi trao ựổi nhiệt với môi trường bên
ngoài ngưng tụ thành chất lỏng và ựược ựưa ngược trở lại phần sôi nhờ nhiều lực khác nhau như lực trọng trường, lực mao dẫnẦ
Biểu diển quá trình hoạt ựộng của mơi chất bên trong của ống nhiệt trên hình 2-6. T A D B C P1 P2 S Hình 2-6. đồ thị T Ờ s:
P1 - Áp suất hơi ở phần sôi; P2 - Áp suất hơi ở phần ngưng. Trong ựó:
AB - Q trình bốc hơi tại vùng sơi khi mơi chất nhận nhiệt ở bên ngồi ở áp suất P1;
BC - Quá trình chuyển ựộng của hơi từ phần sôi tới phần ngưng, ở ựây do ma sát áp suất của hơi giảm từ P1 ựến P2 (áp suất hơi trong phần ngưng);
CD - Quá trình ngưng tụ hơi tại phần ngưng. Mơi chất sẽ toả nhiệt ra bên ngồi tạo thành chất lỏng ngưng ở áp suất P2;
DA - Quá trình chất lỏng chuyển ựộng từ phần ngưng theo bề mặt trong của ống nhiệt về phần sôi nhờ các lực khác nhau. Tại phần sôi chất lỏng sẽ ựược ựốt nóng lên ựến nhiệt ựộ sơi và q trình ựược lặp lại. Như vậy có thể xem mơi chất trong ống nhiệt ựã thực hiện một chu trình.
Hiện nay ống nhiệt ựã ựược sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dùng ựể làm mát các linh kiện bán dẫn, làm mát các ựộng cơ ựiện, ống nhiệt ựược sử dụng trong thiết bị sấy, trong các bộ thu năng lượng mặt trời, ống
nhiệt cũng ựã ựược sử dụng trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, trong ngành hàng không.