ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Тепловая труба состоит из двух расположенных одна в другой на­ружной 1 и внутренней 2 труб, образующих коаксиальную полость 3 и центральный канал подачи газа 4. Коаксиальная полость 3 разделена перегородкой 5 на две камеры верхнюю 6 и нижнюю 7. Верхняя каме­ра 6 снабжена радиальными перегородками 8, образующими секции 9, связанные между собой в ее верхней и нижней части. Внутри секций 9 на стенке наружной трубы 1 установлены распределители потока 10, а на стенке внутренней трубы 2 распределители потока 11. Распредели­тели потока 10 и 11 по форме выполнены в виде секторов усеченного конуса и установлены в одних секциях 9 вверх от стенок внутренней трубы 2 и наружной трубы 1, а в других секциях 9 - вниз. Нижняя ка­мера 7 имеет перфорации 12 в наружной трубе 1 и внутренней трубе 2.

Тепловая труба установлена в грунте с промерзшим слоем 13 и подмерзлотной зоной 14.

Работа тепловой трубы осуществляется следующим образом. Принагреве наружной трубы 1 теплотой грунта подмерзлотной зоны 14 в жидком теплоносителе верхней камеры 6 возникают периодические тепловые флуктуации, сопровождающиеся скачками давления, увели­ чением скорости движения молекул теплоносителя и снижением его плотности. Тепловые флуктуации, возникающие у стенок труб 1 и 2 секций 9 верхней камеры 6 ограничены пространством между распре­делителями потока 10 и 11. При этом в секциях 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вверх от стенок внутренней трубы 2 и наружной трубы 1, теплоноситель направляется вверх камеры 6, так как вертикальная составляющая давления тепловых флуктуации, на­правленная вниз, гасится в углах, образованных вверх направленными распределителями потока 10, 11. Далее из верхней части камеры 6 теп­лоноситель направляется в секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз от стенок внутренней трубы 2 и наружной грубы 1. В секциях 9 с распределителями потока 10 и 11, установлен­ными вниз от стенок внутренней 2 и наружной 1 труб, теплоноситель движется вниз камеры 6 при этом вертикальная составляющая давле­ ния тепловых флуктуации, направленная вверх, гасится в углах, обра­зованных вниз направленными распределителями потока 10,11.

Минуя секции с распределителями потока 10 и 11, установленны­ми вниз, теплоноситель опускается в нижнюю часть камеры 6 и далее вновь попадает в секции 9 с распределителями потока 10 и 11, уста­новленными вверх. Таким образом, секции 9 с распределителями по­тока 10 и 11, установленными вверх, образуют каналы восходящего потока жидкого теплоносителя, а секции 9 с распределителями потока 10 и 11, установленными вниз, образуют каналы нисходящего потока теплоносителя. Связь секций 9 в верхней и нижней частях камеры 6 позволяет осуществить единую циркуляционную систему движения теплоносителя с более высокой тепловой эффективностью.

В зимний период при образовании промерзшего слоя грунта 13 давление парообразной влаги в подмерзлотной зоне 14 выше давления паров влаги в атмосфере. В связи с этим смесь паров влаги и газов из подмерзлотной зоны 14 через перфорации 12 в трубе 1 и 2 поднимает­ся в центральный канал подачи газа 4, на стенке которого осуществля­ется теплоотдача от восходящего газового потока. Эффект теплоотда­ чи газа интенсифицируется конденсацией содержащихся в нем паров влаги на внутренней поверхности центрального канала подачи газа 4 в зоне коаксиальной полости 3, примыкающей к промерзшему слою 13. При этом конденсат влаги под действием силы тяжести стекает по внутренней поверхности центрального канала подачи газа 4 и через нижние ряды перфорации 12 возвращается в подмерзлотную зону. Га­зовый поток с пониженным влагосодержанием из внутренней трубы 2 уходит в атмосферу.

Таким образом, повышение тепловой эффективности тепловойтрубы достигается за счет вышеуказанных особенностей установкираспределителей потока теплоносителя в верхней камере коаксиальной полости и конденсации паров грунтовой влаги в центральном каналетепловой трубы.