हीट पाइप और हीट पाइप रेडिएटर

हीट पाइप और हीट पाइप रेडिएटर

एक सामान्य ताप पाइप में एक शेल, एक सक्शन कोर और एक अंत आवरण होता है, जो पाइप के अंदर 1.3 × में खींचता है ({{2 }}) Pa के नकारात्मक दबाव के बाद, सक्शन की केशिका छिद्रपूर्ण सामग्री भरें उचित मात्रा में काम कर रहे तरल पदार्थ के साथ ट्यूब की भीतरी दीवार के खिलाफ कसकर कोर लगाएं और इसे सील करें। पाइप का एक सिरा वाष्पीकरण अनुभाग (हीटिंग अनुभाग) है, और दूसरा छोर संक्षेपण अनुभाग (शीतलन अनुभाग) है। अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार दो खंडों के बीच एक इन्सुलेशन खंड की व्यवस्था की जा सकती है। जब ताप पाइप के एक सिरे को गर्म किया जाता है, तो केशिका कोर में तरल वाष्पित हो जाता है और वाष्पीकृत हो जाता है। भाप एक छोटे से दबाव अंतर के तहत दूसरे छोर की ओर बहती है, गर्मी छोड़ती है और एक तरल में संघनित हो जाती है। फिर तरल केशिका बल के माध्यम से छिद्रित सामग्री के साथ वाष्पीकरण अनुभाग में वापस प्रवाहित होता है। इस चक्र में, ऊष्मा को ताप पाइप के एक छोर से दूसरे छोर तक स्थानांतरित किया जाता है। ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया के दौरान, ऊष्मा पाइपों में निम्नलिखित छह परस्पर संबंधित मुख्य प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं:

(1) ऊष्मा को ऊष्मा स्रोत से ऊष्मा पाइप की दीवार और कार्यशील तरल से भरे सक्शन कोर के माध्यम से (तरल वाष्प) इंटरफ़ेस में स्थानांतरित किया जाता है;

(2) वाष्पीकरण अनुभाग के भीतर (तरल वाष्प) इंटरफ़ेस पर तरल वाष्पित हो जाता है;

(3) भाप कक्ष के अंदर भाप वाष्पीकरण अनुभाग से संघनन अनुभाग तक बहती है;

(4) भाप संघनन अनुभाग के भीतर गैस-तरल इंटरफ़ेस पर संघनित होती है:

(5) गर्मी को (वाष्प तरल) इंटरफ़ेस से सक्शन कोर, तरल और ट्यूब दीवार के माध्यम से ठंडे स्रोत में स्थानांतरित किया जाता है:

(6) सक्शन कोर के अंदर केशिका क्रिया के कारण, संघनित कार्यशील तरल वापस वाष्पीकरण अनुभाग में प्रवाहित होता है।

बुनियादी विशेषताएँ

हीट पाइप एक गर्मी हस्तांतरण तत्व है जो गर्मी हस्तांतरण प्राप्त करने के लिए अपने आंतरिक कामकाजी तरल के चरण परिवर्तन पर निर्भर करता है, और इसमें निम्नलिखित बुनियादी विशेषताएं हैं।

1. बहुत उच्च तापीय चालकता

आंतरिक ताप पाइप मुख्य रूप से कार्यशील तरल के गैस-तरल चरण परिवर्तन गर्मी हस्तांतरण पर निर्भर करता है, जिसमें कम तापीय प्रतिरोध होता है, इस प्रकार उच्च तापीय चालकता होती है। चांदी, तांबा और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं की तुलना में, एक इकाई वजन वाले ताप पाइप अधिक परिमाण के कई आदेशों को स्थानांतरित कर सकते हैं। बेशक, उच्च तापीय चालकता भी सापेक्ष है, क्योंकि तापमान में अंतर हमेशा मौजूद रहता है और यह थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम का उल्लंघन नहीं कर सकता है। इसके अलावा, ऊष्मा पाइपों की ऊष्मा स्थानांतरण क्षमता विभिन्न कारकों द्वारा सीमित होती है और कुछ ऊष्मा स्थानांतरण सीमाएँ होती हैं; ताप पाइपों की अक्षीय तापीय चालकता मजबूत है, और रेडियल दिशा (रेडियल ताप पाइपों को छोड़कर) में बहुत अधिक सुधार नहीं हुआ है।

2. उत्कृष्ट इज़ोटेर्माल गुण

ताप पाइप की आंतरिक गुहा में भाप संतृप्त अवस्था में होती है, और संतृप्त भाप का दबाव संतृप्ति तापमान द्वारा निर्धारित होता है। वाष्पीकरण अनुभाग से संघनन अनुभाग में बहने वाली संतृप्त भाप के कारण होने वाला दबाव ड्रॉप बहुत छोटा होता है। थर्मोडायनामिक समीकरणों के अनुसार, तापमान में गिरावट भी बहुत कम होती है, इसलिए ताप पाइप में उत्कृष्ट इज़ोटेर्मल गुण होते हैं।

3. ऊष्मा प्रवाह परिवर्तनशीलता

हीट पाइप स्वतंत्र रूप से वाष्पीकरण या शीतलन अनुभागों के हीटिंग क्षेत्र को बदल सकते हैं, यानी, छोटे हीटिंग क्षेत्र के साथ इनपुट गर्मी और बड़े शीतलन क्षेत्र के साथ आउटपुट गर्मी। वैकल्पिक रूप से, हीट पाइप बड़े ताप हस्तांतरण क्षेत्र के साथ गर्मी का इनपुट कर सकते हैं और छोटे शीतलन क्षेत्र के साथ गर्मी का उत्पादन कर सकते हैं, जो गर्मी प्रवाह घनत्व को बदल सकता है और कुछ गर्मी हस्तांतरण समस्याओं को हल कर सकता है जिन्हें अन्य तरीकों से हल करना मुश्किल है।

4. ऊष्मा प्रवाह दिशा की उत्क्रमणीयता

क्षैतिज रूप से रखा गया कोर हीट पाइप, इसके आंतरिक परिसंचारी बल केशिका बल के कारण, दोनों छोर पर गर्म होने पर वाष्पीकरण अनुभाग के रूप में काम कर सकता है, और जब दूसरा छोर गर्मी को बाहर की ओर फैलाता है तो एक संघनन अनुभाग के रूप में काम कर सकता है। इस सुविधा का उपयोग अंतरिक्ष यान और अंतरिक्ष में कृत्रिम उपग्रहों के तापमान को समतल करने के लिए किया जा सकता है, साथ ही रासायनिक रिएक्टरों और अन्य उपकरणों के लिए भी किया जा सकता है जो पहले गर्मी छोड़ते हैं और फिर गर्मी को अवशोषित करते हैं।

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