Отопление из профильной трубы: Самодельные радиаторы отопления из профильной трубы

Разное

Содержание

ребристой, стальной, профильной, разгонной, регистры, самодельные радиаторы, батареи, четырехтрубная система, отбор тепла, фото и цена





В этой статье мы расскажем о том, какова инструкция выбора труб для строительства отопительных систем в квартирах и загородных домах. Тема статьи представляет немалый интерес, поскольку многие владельцы недвижимости с проведением капитального ремонта меняют старые коммуникации на что-то более новое, эффективное, экономичное и эстетически совершенное.

Учитывая то, что цена современных сантехнических принадлежностей высока, необходимо с особой ответственностью отнестись к выбору труб и соединительных элементов, подходящих для строительства отопления.

Радиатор, подключенный через металлопласт

Основные разновидности

Самодельные радиаторы отопления из труб – бюджетное решение, как для дома, так и для квартиры

Независимо от того, что строится: одно-, двух- или четырехтрубная система отопления, принято использование определенные категории труб, которые характеризуются устойчивостью к высокой температуре транспортируемой среды, высокому давлению и достаточной теплопроводностью, чтобы, подобно радиаторам, высвобождать тепло во внешнюю среду.

В соответствии с материалом, применённым при производстве, все современные отопительные системы подразделяются на металлические и полимерные модификации.

Металлическая категория труб представлена:

  • Медными изделиями, которые мало применяются по причине дороговизны и, тем не менее, характеризуются долговечностью и устойчивостью к коррозийным процессам.
  • Стальными изделиями, которые традиционно используются для устройства центральных и автономных систем отопления, но при проведении ремонтных работ меняются на полимерные аналоги.

Самодельные батареи отопления из труб могут быть спрятаны в стяжку

Полимерные трубы представлены следующими разновидностями:

  • Полипропиленовые изделия – применяются, в первую очередь, для устройства индивидуальных отопительных систем с максимальной температурой транспортируемой среды не более +90ºС при внутреннем давлении не выше 10 атмосфер.
  • Полипропиленовые армированные изделия – применяются для устройства центральных и автономных систем при максимальном внутреннем давлении до 25 атмосфер.
  • Изделия из металлопласта отличает посредственная прочность, частые протечки на месте стыка и, как следствие, ограниченный эксплуатационный ресурс, в сравнении с полипропиленом.

Итак, мы рассмотрели основные разновидности труб, а теперь определимся с тем, каковы их технические и эксплуатационные характеристики.

Стальной прокат – традиционное решение

Естественное гравитационное отопление из стальных труб на даче

В зданиях общественного назначения эксплуатируются регистры отопления из профильной трубы, а в квартирах применяется центральная отопительная система. И в том, и в другом случае применены комплектующие, изготовленные из стали.

Современные стальные трубы изготавливаются с применением чёрного металла или сплавов с добавлением цинка и хрома. Использование изделий из сплавов предпочтительнее, так как они характеризуются большей устойчивостью к окислительным процессам.

Если планируется использование проката из черного металла, целесообразно применять изделия, оцинкованные с внешней и внутренней стороны. Монтаж стальных труб выполняется посредством резьбового соединения с использованием специальных фитингов.

Широкий ассортимент типоразмеров труб и конфигураций фитингов существенно упрощает проектирование и строительство отопления своими руками.

Стальной оцинкованный металлопрокат

Существенным недостатком стального проката является нецелесообразность использования с современными высокотехнологичными котлами. По мере эксплуатации, внутренняя поверхность стали покрывается окислами, даже несмотря на слой оцинковки.

В итоге, частицы окислов периодически засоряют фильтры на входе в отопительный котел, что препятствует нормальной работе системы в целом. Проблема может быть решена использованием нержавеющего проката, но его цена высока.

Медные трубы: особенности эксплуатации

Медная разгонная труба в отоплении

Медь издавна использовалась для производства водопроводов и отопления.

И это неудивительно, так как такой тип труб характеризуется такими преимуществами как:

  • превосходный внешний вид;
  • эксплуатационный ресурс до 100 лет при условии правильно выполненного монтажа;
  • максимальная устойчивость к коррозии;
  • отсутствие ограничений по температуре транспортируемой среды;
  • устойчивость к высоким показателям внутреннего давления;
  • оптимальная приспособленность к применению с различными типами отопительного оборудования.

Среди недостатков можно отметить только высокую стоимость, что, впрочем, компенсируется ранее перечисленными достоинствами.

На фото – пайка медного трубопровода

Монтаж медных трубопроводов осуществляется посредством пайки или с помощью пресс-фитингов, цангового или резьбового соединения. Перечисленные технологии монтажа предполагают необходимость в специальном инструменте и в наличии соответствующего опыта.

Металлопласт – симбиоз алюминия и полимерных материалов

Цанговое и обжимное соединение

Несмотря на то, что отбор тепла от трубы отопления целесообразно делать с использованием медного или стального проката, именно металлопласт сделал изготовление трубопровода доступным многим. Только с появлением металлопластовых труб и сопутствующих материалов, любой начинающий сантехник получил возможность собирать системы различной степени сложности.

Монтаж металлопласта выполняется с применением пресс-фитингов и цангового соединения. Использование пресс-фитинга предпочтительнее, так как оно характеризуется большей надёжностью в сравнении с вариантом, где применяется цанга и накидная гайка.

Важно: Применение цангового соединения многие специалисты считают нецелесообразным, так как большая часть недорогих фитингов отличается невысоким качеством и приходит в негодность уже через пару лет эксплуатации.

Металлопласт характеризуется неплохим внешним видом, что позволяет строить системы, которые гарантированно впишутся в интерьер большинства жилых помещений. Кроме того, внутренняя поверхность таких труб характеризуется гладкостью, что снижает вероятность образования засора.

Опять же, внутренняя полимерная оболочка исключает реакцию на транспортируемый теплоноситель.

Важно: Системы, собранные с применением металлопласта, могут располагаться снаружи, а могут быть спрятаны в штукатурку. При закладке в штукатурку целесообразно применять соединение на основе пресс-фитинга.

Полипропиленовые трубы

Разогрев полипропилена

Такие трубы вместо радиаторов отопления использовать не принято, так как, в отличие от металла, полимерный материал обладает меньшей теплопроводностью. Пожалуй, это единственной недостаток изделий из полипропилена. И именно поэтому, такой материал повсеместно вытесняет традиционные, казалось бы, апробированные временем решения.

Среди преимуществ полипропилена можно отметить следующее:

  • возможность монтажа своими руками с применением недорогого доступного в специализированных магазинах инструмента;
  • невысокая цена самих труб и соединительных элементов;
  • аккуратность и эстетическая привлекательность правильно собранной системы;
  • возможность внешней и скрытой прокладки коммуникаций;
  • приспособленность материала к применению антифриза в качестве теплоносителя;
  • эксплуатационный ресурс правильно собранной системы до 50 лет без необходимости в регулярном обслуживании и ремонте.

Армированный полипропилен – преимущества очевидны

Армированные трубы и фитинги

Если обычные полипропиленовые трубы характеризуются множеством преимуществ, то аналоги, изготовленные с применением армирующих материалов, еще лучше!

В настоящее время на рынке представлено четыре типа таких изделий:

  • Модификации, армированные алюминиевым листом сплошного типа, применяются в сооружениях с повышенным уровнем внутреннего давления. При монтаже, армирующий слой обрезается на небольшое расстояние от торца, а затем выполняется сваривание.
  • Модификации, армирование алюминием в середине стенки, могут использоваться как в автономных, так и в центральных системах отопления. Существенным преимуществом такого армирования является прочность в сочетании с возможностью монтажа без предварительной зачистки верхнего слоя.
  • Модификации, армированные стекловолокном, также имеют укрепляющий слой, расположенный между двух полимерных прослоек. Материал не требует зачистки перед монтажом, кроме того, он не менее прочен и долговечен чем аналоги, укреплённые алюминиевой фольгой.
  • Модификации, армированные композитными материалами, могут быть использованы как для внешней, так и для скрытой прокладки. Срез изделия не имеет слоистого рисунка, так как стекловолокно перемешано со слоем полипропилена, что обеспечивает бОльшую прочность и устойчивость к механическим нагрузкам.

Вывод

Итак, мы выяснили, что гладкие и ребристые трубы отопления могут быть изготовлены из разных материалов и это определяет их технические и эксплуатационные характеристики. Осталось решить, что следует выбрать.

На основе вышесказанного можно сделать следующий вывод:

  • Если планируется сборка бюджетной и долговечной системы отопления – лучший выбор это полипропилен на сварных соединениях.
  • Если строится эксклюзивная, но тем нее менее эффективная и долговечная система, оптимальным выбором будет медь на паяных соединениях или нержавейка на резьбовых фитингах.

Больше полезного и интересного вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.

Регистры отопления из профильной трубы и технические характеристики

Какой бы вариант водяного отопления мы ни рассматривали, в нем всегда будут присутствовать нагревательные приборы, от которых непосредственно  передается тепло в помещение. Обычно ими являются радиаторы, но не только они могут выполнять подобную функцию. То же самое способны делать и регистры отопления.

А что это такое?

По сути дела, они являются некоей разновидностью радиатора отопления. Что они собой представляют, понятно из приведенного фото

Регистры отопления

Регистром отопления  называют параллельно расположенные трубы, соединенные между собой перемычками. С одной стороны в них поступает горячая вода из отопления, с другой уходит уже остывший теплоноситель. Подобные устройства выполняют ту же самую роль, что и радиаторы, и могут быть использованы вместо них. Как правило, отопление из регистров используется в промышленных помещениях, цехах, некоторых общественных зданиях и т.д.

Некоторые подробности о регистрах

Здесь надо отметить, что регистры отопления из труб были особенно популярны в недалеком прошлом. Причиной являлся дефицит обычных радиаторов и их низкое качество. Из-за этого во многих случаях на промышленных предприятиях для собственных нужд осуществлялось изготовление регистров отопления. Однако это не означает, что подобные устройства являются каким-то суррогатом нагревательных приборов.

Виды регистров отопления

Им присущи и определенные достоинства, среди которых стоит отметить:

Рекомендуем к прочтению:

  • возможность обогрева помещений большой площади – цехов, складов и других аналогичного назначения;
  • использование для обогрева так называемого «мягкого» тепла. Дело в том, что любые, в том числе самодельные, регистры отопления отличаются значительной длиной и занимают, как правило, достаточно обширную площадь. Благодаря этому источник тепла в большом помещении получается не точечный, а протяженный, и обогрев осуществляется не локально, а по всему его объему;
  • простоту ухода. Поверхность регистров из-за использования обычных труб ровная, на ней не образуется труднодоступных мест для скапливания пыли, что не создает трудностей при уборке;
  • способность при качественном изготовлении выдерживать значительные давления и температуры.

Но в то же время стоит отметить, что любые регистры отопления технические характеристики имеют худшие, чем у радиаторов такого же размера. Связано это с меньшей поверхностью регистров, с которой и происходит отдача тепла.

Устройство регистров

 Обычно для их изготовления используются трубы, чаще всего стальные, регистры отопления делают из труб, имеющих диаметр от тридцати двух до двухсот и более миллиметров. Форма, расположение и количество труб может быть разным, как это показано на приведенном рисунке.

Типы регистров

У любого подобного прибора имеется один входной и выходной патрубки, а также специальный штуцер для подключения воздухоотводчика. Существует ряд требований, которые необходимо учитывать, если изготавливать регистры отопления своими руками:

  • не стоит применять трубы большого сечения, они потребуют для прогрева значительного объема теплоносителя, а в этом случае существует вероятность, что отопительный котел не справится с нагревом такого объема воды. Оптимальным специалисты считают диаметр тридцать два миллиметра;
  • используемые трубы не должны располагаться слишком близко, рекомендуется выдерживать между ними расстояние на пятьдесят миллиметров больше, чем диаметр трубы. Благодаря этому улучшается теплоотдача.

Вот фактически все основные требования к регистрам, никакой чертеж для их изготовления не нужен. Главными факторами являются длина и диаметр трубы. Для их определения нужно провести расчет регистров отопления, основанный на характеристиках конкретного помещения.

В качестве справочных данных можно привести сведения, что один метр регистра из трубы диаметром шестьдесят миллиметров может обогревать площадь, равную одному квадратному метру.

В принципе, возникшую задачу, как рассчитать регистр отопления, можно решить, воспользовавшись специальными онлайн калькуляторами.

Рекомендуем к прочтению:

Для изготовления могут использоваться не только гладкие трубы, можно сделать регистры отопления из профильной трубы. Но это не единственное отличие, возникающее при производстве подобных устройств. Могут быть алюминиевые регистры отопления, хотя по многочисленным отзывам срок их службы в условиях центрального отопления в городе оказывается ниже, чем у стальных. Существуют также другие варианты создания регистров. В частности, используя специальную чугунную ребристую трубу, можно изготовить чугунные регистры отопления, но для этого потребуется совсем другая технология.

Принципиальная схема регистров отопления

Особенности регистров

Простота изготовления регистров подразумевает многообразие форм, которые могут принимать такие устройства. Это оценили дизайнеры и во многих случаях широко используют подобную возможность. Так, ими созданы вертикальные алюминиевые регистры отопления, которые параллельно своей основной функции по обогреву помещения служат и элементом декора. В то же время регистру может быть придана самая неожиданная форма, например такая, как показано на фотографии.

Оригинальный регистр отопления

Если есть опыт работы со сварочным аппаратом, то регистры отопления могут быть сделаны самостоятельно. Задача, как правильно сварить регистр отопления, для своего решения подразумевает несколько достаточно простых действий. Надо подготовить в необходимом количестве заготовки равной длины. На их торцы наваривают заглушки, в которых делают отверстия для подсоединения или ставят специальные патрубки. Все определяется тем, как будет в дальнейшем устанавливаться регистр в систему отопления – сваркой или с помощью резьбового соединения.

Проблема, как сварить регистр отопления в единое целое, решается путем использования отводов. Осталось только установить краны для выпуска воздуха и покрасить готовое изделие.

Монтаж регистров отопления, если они предназначены для соединения с системой отопления при помощи резьбы, ничем не отличается от установки обычных радиаторов. Если же соединение не предусматривает этого, то потребуется выполнение сварочных работ.

В качестве альтернативы всем привычным радиаторам отопления могут быть использованы такие устройства, как регистры. Правда, их лучше всего применять в каких-либо вспомогательных помещениях: мастерской, гараже, кладовке. Но они вполне могут быть обыграны как часть интерьера обычных комнат.

Отопление из профильной трубы отзывы

Как-то печально по отзывам стало вообще с трубной продукцией (металлической).
Раньше был рецепт: «Хочешь надежную трубу, не бери сварную, бери цельнотянутую».
Сейчас про новые цельнотянутые сплетничают, что через 3-5 лет уже в дырах.
По этой причине многие ушли на полипропилен.
Профильная труба вся сварная.

круглую трубу на углах и прочих трудно доступных метсах варят через «окно»
Варил мне профи газосварщик (давно это было). Не более 2 см до стены – подложил лист металла, с зеркалом отварил – ни одной капли после заполнения системы отопления.

я электродом варить буду. проблем в том как его туда запихать. к стене типа.
кста, варить «на ощупь» (когда не видишь место сварки) у меня получается, правда герметичные конструкции пока не варил, но думаю тож можно приловчиться.

полипропилен выглядит печально для ЕЦ. к томже хотелось чтоб труба выполняла функции радиатора тоже.

Какая толщина стенки?

Вот регистр на кухне
4037
вот так выглядит в комнете
4038

Нужно было трубы делать ближе, и регистр в 2 трубы а не одно, симпатичнее бы смотрелось тогда.

мне интересно как в углу варили. у стенки. и уклон соблюдали или горизонтально прилепили и работает?

по виду – гораздо лучше чем круглые! значит моя мысль была правильной, что надо в этом направлении рыть.

мне интересно как в углу варили. у стенки. и уклон соблюдали или горизонтально прилепили и работает?
по виду – гораздо лучше чем круглые! значит моя мысль была правильной, что надо в этом направлении рыть.

Углы варили отдельно, а от стенки расстояние около 4 см, что вполне достаточно для работ, ведь еще и обои клеить. Уклон соблюдали везде. Поставили насос но я им не пользуюсь, просто естественная циркуляция отличная. Единственно, что мне не нравиться, так это третья труба под окнами, нужно было делать 2 (итого 4:подача, обратка), было бы симпатичнее. Данная система вполне справляется с 40 градусными морозами, температура воды около 80 градусов и то из-за того, что котел топиться два раза в сутки часа по 3 и каждый раз приходится «разгонять» систему и нагревать дом. Дом, кстати, прохладный, не утеплен.

на фото зазора не видно. у себя я думал вплотную проложить какнить.

про режим топки стало интересно: 6 часов (2 по 3 часа) в день достаточно для обогрева в 40 градусный мороз не сильно утепленного дома. какая отапливаемая площадь? какой объём воды в системе? (подозреваю что нехилый ТА получается! )
cколько и какого топлива уходит? за топку и за сезон? 3 часа это постоянно подкладывать, или как? котел «обыкновенный» или
навороченный/шахтный/стропува/итд ?

на фото зазора не видно. у себя я думал вплотную проложить какнить.

про режим топки стало интересно: 6 часов (2 по 3 часа) в день достаточно для обогрева в 40 градусный мороз не сильно утепленного дома. какая отапливаемая площадь? какой объём воды в системе? (подозреваю что нехилый ТА получается! )
cколько и какого топлива уходит? за топку и за сезон? 3 часа это постоянно подкладывать, или как? котел «обыкновенный» или
навороченный/шахтный/стропува/итд ?
Дом шлаколитой, да я приуменьшил: в морозы конечно дольше топить приходиться. Какой объем в системе не скажу но пееку сделали литров на 100. Конечно котел будет другой, пока приходиться пользоваться этим – самым типичным. Иногда переделываю его в котел с нижним горением, на сколько это позволяет топка , по типу шахтника. Влазит ведра полтора угля, горит намного больше. Поэтому на следующий год буду делать простейший котел-автомат. Домик чуть более 40 квадратов, 3 тонны угля. Морозы под 40 были 2 недели, а так -15 — -25.

#1 svarnjuk

Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #2 митька51

    #3 Isperyanc

    #4 70rufs

    #5 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Почему всё именно из профильной, ладно регистры, сейчас мода такая пошла, но отводы .

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #6 Isperyanc

    #7 Jekan

    #8 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    Форум создан для начинающих и опытных сантехников, сварщиков, слесарей, электриков и рабочих – строителей. Делитесь своим опытом и получайте грамотные ответы специалистов.

    • Темы без ответов
    • Активные темы
    • Поиск
    • Пользователи
    • Наша команда

    отопление регистрами из труб

    #1 отопление регистрами из труб

    Сообщение » 27 апр 2011, 20:59

    Сообщение » 27 апр 2011, 21:05

    Сообщение » 27 апр 2011, 21:10

    Сообщение » 27 апр 2011, 21:15

    Вадим писал(а): Тебе это надо? Если он валенок, как Ты ему объяснишь? Теплоотдачи нету, от них. Обогревать он будет только эти регистры.

    Сообщение » 27 апр 2011, 21:17

    Сообщение » 27 апр 2011, 21:35

    Тебе это надо? Если он валенок, как Ты ему объяснишь? Теплоотдачи нету, от них. Обогревать он будет только эти регистры.[/quote]

    Так Вы думаете алюминий грамотно расчитанный даст больше тепла?

    By : admin

    Основные сведения о тепловых трубках | Охлаждение электроники

    Использование тепловых трубок в управлении температурным режимом быстро растет, поскольку удельная мощность в электронике продолжает расти. Тепловые трубки привлекательны тем, что они обычно могут переносить в 100 или более раз больше тепла, чем эквивалентный кусок твердой меди.

    Основной принцип работы тепловых трубок очень прост. Небольшое количество рабочей жидкости, обычно воды, запечатано внутри закрытой трубки, рис. 1, которая снабжена фитилем, который может транспортировать жидкость за счет капиллярного действия даже против силы тяжести.Фитиль может быть из металлического порошка, мелкой сетки или просто канавок, вырезанных на внутренней поверхности трубки.

    Рисунок 1. Схематический вид тепловой трубы. Показанная ориентация требует отвода рабочей жидкости против силы тяжести.

    Если один конец трубки нагревается, испарение жидкости увеличивает там давление и вызывает движение пара к другому концу, где он конденсируется, эффективно передавая тепло со скоростью P:

    P = Ldm / dt (1)

    , где L — теплота испарения на единицу массы, а дм / дт. — массовая скорость испарения.Конденсированная жидкость возвращается в секцию испарения фитилем для продолжения цикла.

    Анализ работы тепловой трубы быстро становится намного сложнее, если учесть замедляющую силу вязкости как в жидкости, так и в паре, или такие явления, как сверхзвуковые ударные волны или кипение, оба из которых могут ограничивать производительность при высокой мощности. Этому поведению было посвящено большое количество исследований [1-3], и полное понимание этих эффектов необходимо при проектировании тепловой трубы .

    Однако в данной статье мы придерживаемся точки зрения потенциального пользователя, для которого тепловая трубка представляет собой герметичную трубку с довольно необычными тепловыми свойствами, хотя снаружи она кажется простым металлическим стержнем. Основное отличие состоит в том, что, например, сплошной медный стержень проводит тепло путем диффузии, и для материала может быть определена постоянная, не зависящая от геометрии теплопроводность. Однако тепловая трубка проводит тепло за счет переноса пара, и поэтому ее более правильно рассматривать как устройство / теплового тока, а не как простой терморезистор.

    Например, тепловая труба мощностью 10 Вт может пропускать этот тепловой ток с определенным перепадом температуры T, но T оказывается более или менее независимо от длины тепловой трубки [1]. Таким образом, тепловые трубки отличаются не только очень низким тепловым сопротивлением R (небольшой T), но и весьма необычным свойством, заключающимся в том, что R практически не зависит от длины. Таким образом, преимущество использования тепловой трубки, а не металлического стержня, увеличивается с увеличением длины.

    Замечательно низкое тепловое сопротивление тепловых трубок означает, что необходимо уделять особое внимание минимизации теплового сопротивления, связанного с границей раздела между тепловой трубкой и источником тепла или радиатором.Эта проблема рассматривается в [1-3].

    Мы описываем здесь несколько простых измерений, выполненных неспециалистом в области тепловых труб для характеристики типичной тепловой трубки, чтобы лучше ознакомиться с тепловыми свойствами этих устройств.

    Детали эксперимента

    Тепловая трубка, использованная в этих измерениях, была сделана из меди со спеченным порошком меди в качестве фитиля и водой в качестве рабочего тела [4]. Внешние размеры составляли 6,35 мм в диаметре. на 300 мм в длину.Целью измерений было установить установившийся тепловой поток при различных уровнях мощности, средних температурах и углах наклона, чтобы определить тепловые характеристики тепловой трубы. Был принят ряд мер предосторожности для точного измерения этих параметров и предотвращения потери тепла из системы.

    Чтобы измерить температурный профиль вдоль тепловой трубы, четырнадцать термопар (диаметром 0,25 мм, тип E) были прикреплены эпоксидной смолой через равные промежутки времени (рис. 2).Нагревательный провод (диаметр 0,125 мм. Manganin, 42) был намотан и нанесен эпоксидной смолой непосредственно на 75-миллиметровый участок на одном конце тепловой трубы, определив его как участок испарителя. Ни одна из обмоток нагревателя не касалась термопар.

    Конденсирующая часть образована на другом конце водяной рубашкой длиной 75 мм и диаметром 15,9 мм. Медная трубка размещена вокруг тепловой трубки с резиновыми уплотнениями на каждом конце трубки. Таким образом, охлаждающая вода находилась в прямом контакте с медной тепловой трубкой, за исключением области вблизи каждой термопары, где эпоксидная смола служила тепловым барьером между водой и выступом спая термопары, который был прижат к тепловой трубке.

    Трубки из нержавеющей стали (диаметром 6,36 мм, длиной 50 мм) были жестко припаяны к медной рубашке в качестве входа и выхода охлаждающей воды. К трубкам из нержавеющей стали прикрепляли отрезки медной трубки диаметром 6,35 мм длиной 50 мм, снабженные термопарами на их внешних поверхностях. Эти последние трубки, термически изолированные от медного корпуса водяной рубашки, позволяли точно измерять температуру воды на входе и выходе: T в и T на выходе .

    Вода, подаваемая на вход, была предварительно охлаждена или подогрета, как требовалось, и был тщательно измерен расход (± 5%).Количество тепла, отводимого водой, было рассчитано по

    .

    Q out = C (T вода ср. ) T вода (2)

    , где C — объемный расход, C (T вода avg ) — теплоемкость на единицу объема при средней температуре

    T вода ср. = (T дюйм + T на выходе ) / 2 (3)

    , а разница температур определяется как

    T вода = T на выходе — T на дюйм (4)

    Весь аппарат был заключен в блок из пенополистирола для изоляции.Блок был разрезан пополам по длине и извлечен, чтобы он плотно прилегал к тепловой трубке и насадкам. Дополнительный пенополистирол (не показан на рисунке 2) был использован вокруг входных и выходных трубок для воды, чтобы обеспечить точные измерения T на и T на выходе .

    Нагреватель приводился в действие с помощью переменного трансформатора, и подвод электрического тепла был рассчитан как P e = E 2 / R (5)

    , где E — среднеквадратичное напряжение, измеренное на обмотках нагревателя, а R — электрическое сопротивление.При соблюдении вышеуказанных мер предосторожности в отношении изоляции из системы было потеряно менее ~ 10% подводимого тепла, то есть Q из 0,9 P e . Поскольку точное место утечки тепла неизвестно, мощность P, проводимая тепловой трубкой, принимается равной средней величине Q из и P e .

    Аппарат, показанный на фиг. 2, был установлен на поворотной опоре для обеспечения работы под углами от = 90 o до -90 o , т.е.е., от работы с гравитацией к работе против силы тяжести.

    Рис. 3. Температурный профиль вдоль тепловой трубы длиной 300 мм для нескольких различных установившихся уровней мощности. Секция нагревателя (испаритель) составляет первые 75 мм, а секция с водяным охлаждением (конденсатор) — последние 75 мм. При 72 Вт теплый конец становится нестабильным. Угол ориентации тепловой трубы составляет +20 o .

    Результаты и обсуждение

    Типичные данные, состоящие из профиля установившейся температуры, показаны на рисунке 3 для пяти различных уровней мощности.Температура воды на входе регулировалась на каждом уровне мощности, чтобы поддерживать примерно постоянную температуру на холодном конце тепловой трубы. На каждом уровне мощности можно определить средние температуры для секции испарителя (первые три термопары) и конденсатора (последние три). (Повышение температуры вдоль конденсатора на высоких уровнях мощности может быть связано со сверхзвуковым потоком [1]).

    Видно, что разница T между испарителем и конденсатором постепенно увеличивается в диапазоне мощностей 30–67 Вт. Для 72 Вт торцевая термопара на испарителе четко показывает характеристики разгона, а для более высоких мощностей температурный профиль нестабилен.Это проиллюстрировано на Рисунке 4, где приблизительно линейная зависимость ниже ~ 70 Вт указывает на эффективное тепловое сопротивление 0,31 o C / Вт при средней температуре 95 o C и угле наклона +20 o .

    Рис. 4. Повышение температуры вдоль тепловой трубки в зависимости от количества тепла, проводимого тепловой трубкой. Достаточно хорошо выраженный наклон наблюдается до 70 Вт. Ориентация: = +20 o .

    Такие данные могут быть получены при различных средних температурах и построены по отдельности, но мы считаем полезным объединить их на трехмерном графике T, P и T, как показано на рисунке 5 для случая = 0 (горизонтальный ).Данные были интерполированы с интервалами 10 o C в интервале T и 5W в P для облегчения построения графиков. (Данные ограничены температурами ниже ~ 100 o C из-за использования воды в качестве охлаждающего агента на конце испарителя, а не из-за работы тепловой трубки.)

    Рис. 5. Трехмерный график данных, подобных показанным на рис. 4, снятых при различных средних температурах. Пунктирные линии показывают гораздо более высокое тепловое сопротивление сплошного медного стержня с такими же внешними размерами, как тепловая труба.Ориентация горизонтальная (= 0 o ).

    Одним из преимуществ трехмерного графика является то, что он четко указывает диапазон T и P, в котором наблюдается линейное поведение. На более высоких уровнях мощности тепловая трубка нестабильна и теряет очень низкое тепловое сопротивление. Без помощи рабочей жидкости тепловое сопротивление тепловой трубки возрастает до сопротивления только медной трубки.

    Для сравнения пунктирными линиями показано термическое поведение твердого медного стержня с таким же внешним диаметром и длиной, равной расстоянию между центрами испарителя и конденсатора.Пунктирные линии представляют постоянное тепловое сопротивление 18 o C / Вт, что в 60 раз больше, чем у рабочей тепловой трубки. (Сопротивление медной трубки и фитиля будет еще выше.) Мы отмечаем, что, хотя характеристики тепловой трубы на Рисунке 5, как ожидается, примерно не зависят от длины тепловой трубы, сопротивление медного стержня (пунктирные линии) будет увеличиваться непосредственно с длиной стержня.

    Производители тепловых трубок обычно предоставляют графики зависимости максимальной мощности отT. Для прямого сравнения с данными на рисунке 5 мы показываем на рисунке 6 проекцию на плоскость PT данных на рисунке 5. Пунктирная линия — это максимальное значение P (T), рекомендованное производителем, и, как видно, хорошо лежит. ниже начала нестабильности для этой конкретной тепловой трубы.

    Рисунок 6. Проекция рисунка 5 на плоскость P-T, где жирными линиями показана область стабильной работы. Пунктирная линия представляет данные производителя о максимально стабильном тепловом потоке.= 0 o .

    Рис. 7. Зависимость максимально стабильного теплового потока от ориентации для T avg = 95 o C. Стрелки на рисунках над рисунком указывают направление теплового потока. Пунктирная линия — это спецификация производителя для максимально стабильного теплового потока.

    Зависимость максимальной стабильной теплопроводности от угла наклона показана на рисунке 7 для температуры 95 o C. гравитация (> 0).Тот факт, что тепловая трубка вообще работает в «перевернутой» ориентации (<0), конечно, объясняется растеканием конденсированной жидкости против силы тяжести. Опять же, рекомендованная производителем максимальная мощность для данной тепловой трубы является консервативной.

    Заключение

    Представленные здесь измерения иллюстрируют ряд моментов, касающихся тепловых трубок. Для уровней мощности ниже определенной максимальной мощности график зависимости падения температуры T от теплопереноса P является линейным, что позволяет определить тепловое сопротивление R.Значение R обычно в 60 раз ниже, чем для простой медной трубки того же размера. Как обсуждается в ряде ссылок [1-3], значение R для тепловой трубы определяется деталями рабочей жидкости, конструкцией фитиля и т. Д., Но практически не зависит от длины тепловой трубы.

    Трехмерный график T, P и T оказался полезным для того, чтобы сразу увидеть диапазон P и T, для которого наблюдается линейное поведение, а также пределы, за которыми тепловая трубка нестабильна.Сравнение со спецификациями производителя показывает, что они находятся в пределах диапазона стабильного поведения для этой тепловой трубки. Таким образом, измерения демонстрируют чрезвычайно низкое тепловое сопротивление типичной тепловой трубы, и есть надежда, что они послужат практическим введением в работу этих замечательных устройств.

    Ссылки

    1. Dunn, P.D. and Reay, D.A., Heat Pipes , 3rd Edition, Pergamon Press, 1982.
    2. Петерсон, Г.P., Введение в тепловые трубки: моделирование, тестирование и применение , John Wiley and Sons, Inc., 1994.
    3. Гарнер, S.D., Electronics Cooling , Vol. 2, No. 3, Sept. 1996
    4. Модель HP-1, произведенная Thermacore, Inc., Ланкастер, Пенсильвания. Выбор конкретной тепловой трубы и поставщика был основан на удобстве и не предназначен для поддержки конкретного продукта или производителя.

    Получение, проверка и применение в пищевой промышленности — Experts @ Minnesota

    @article {00b60e22bfb2423b870e692590f48abf,

    title = «Температурные профили в двухтрубном теплообменнике с противотоком турбулентного потока ньютоновских жидкостей: определение, проверка и применение пищевая промышленность »,

    abstract =« Пастеризация или стерилизация пищевых продуктов и биопродуктов в основном выполняется с использованием противоточных теплообменников.Отсутствие подходящих аналитических решений для профилей температуры в секциях нагрева и охлаждения таких процессов, скорее всего, является основной причиной традиционного осторожного подхода, заключающегося в игнорировании вклада этих стадий в расчет полной тепловой истории. Такой подход приводит к чрезмерному термическому повреждению продукта. Текущая рукопись описывает вывод и проверку аналитического решения для температурных профилей в двухтрубном теплообменнике с противотоком турбулентного потока ньютоновских жидкостей, при любой возможной скорости потока и не обязательно предполагая изотермический теплоноситель или хладагент.Представленное решение основано на применении концепции {«} эффективности теплообменника {«} в частичном теплообменнике и может быть легко решено и построено с использованием электронной таблицы. Интерактивная рабочая тетрадь Excel {\ texttrademark} была разработана для быстрого прогнозирования температурных профилей и использована в моделированном тематическом исследовании, чтобы продемонстрировать влияние рабочих условий на температурный профиль и термическую историю пастеризованного жидкого продукта. «,

    keywords =» Двухтрубный теплообменник, пастеризация, моделирование, температурный профиль, термическая история «,

    author =» M.Уззан и Лейнен, {К. М.} и Лабуза, {Т. P.} «,

    год =» 2004 «,

    месяц = ​​ноябрь,

    день =» 1 «,

    язык =» английский (США) «,

    объем =» 69 «,

    страниц = «E433 — E440»,

    journal = «Journal of Food Science»,

    issn = «0022-1147»,

    publisher = «Wiley-Blackwell»,

    number = «9»,

    }

    Профиль проекта

    : Приемник с высокотемпературными тепловыми трубками для параболических желобных коллекторов (SuNLaMP)

    Программа финансирования: SuNLaMP
    Подпрограмма SunShot: CSP
    Расположение: Лос-Аламосская национальная лаборатория, Лос-Аламос, Нью-Мексико
    Сумма премии SunShot: 3 000 000 долларов

    Этот проект, выполненный в партнерстве с Norwich Technologies, ориентирован на разработка технологии приемников с тепловыми трубками для использования с параболическими желобными коллекторами.Приемники с тепловыми трубками — это места, где кипение и конденсация жидкости эффективно поглощает падающую концентрированную солнечную энергию и передает тепло системе хранения тепловой энергии. Лаборатория объединяет свой опыт в области высокотемпературных тепловых труб и оптически селективных стеклянных покрытий с опытом Norwich Technologies в области проектирования, изготовления и определения характеристик высокотемпературных резонаторных приемников. Полученная в результате технология снизит нормированную стоимость энергии за счет снижения системных затрат, паразитных нагрузок и повышения чистой эффективности преобразования энергии.

    Подход

    Исследовательская группа разрабатывает полость приемника, адаптированную для использования уникальных возможностей тепловых трубок для работы с очень высокими отношениями концентрации. Чтобы контролировать радиационные потери тепла при высоких температурах, будет разработано окно с селективным солнечным излучением, предназначенное для полного пропускания ультрафиолетового и видимого света из солнечного спектра и обратного отражения ближнего инфракрасного излучения черного тела. Совокупность этих технологий позволяет традиционным параболическим желобам работать с очень высокой эффективностью и стать конкурентоспособными по стоимости.

    Innovation

    Ресивер с тепловыми трубками, разработанный в этом проекте, позволит параболическим желобам напрямую конкурировать с силовыми опорами для высокотемпературных установок, достигающих 750 ° C. Эта система в сочетании с появляющимися высокотемпературными накопителями и циклами питания позволяет значительно снизить нормированную стоимость энергии за счет повышения эффективности системы и снижения капитальных затрат. Тепловые трубы также позволяют создавать небольшие установки CSP для обслуживания дополнительных сетевых услуг.Внедрение технологии на этих рынках, основанных на заявках, снижает нагрузку на обеспечение финансирования и другие ограничения развертывания, включая получение экологических разрешений и возможность подключения к сетям.

    Опорный кронштейн для трубы из ПВХ и опорное основание для низкопрофильных установок — Поставка солнечного бассейна

    Политика возврата

    Все продукты, заказанные через Solar Pool Supply, могут быть возвращены с предоставленным возмещением; (а) товар (-ы) возвращаются в течение 30 дней с момента получения отгрузки; (б) товар (ы) возвращается в новом и неиспользованном состоянии со всей оригинальной упаковкой.Если причина возврата не является результатом ошибки Solar Pool Supply, покупатель будет нести ответственность за покрытие транспортных расходов, связанных с возвратом товара. Любой товар, который был возвращен поврежденным, изношенным или каким-либо образом поврежденным, не будет принят, и покупатель должен будет покрыть расходы на доставку, чтобы товар был ему возвращен. Для всех возвратов требуется 20% комиссия за возврат, которая будет вычтена из суммы возмещения. Этот сбор взимается для покрытия расходов, связанных с проверками качества, обработкой продукции и возмещением затрат на переработку.Все возвраты должны быть предварительно одобрены; чтобы получить разрешение, напишите нам по адресу [email protected]

    Претензии по гарантии

    Все солнечные нагревательные панели «Коллекторы» продаются с гарантией производителя, копию которой можно найти на странице бренда. Solar Pool Supply не несет ответственности за любой ущерб, причиненный в результате халатности клиента или ошибки установки, и такие инциденты не покрываются гарантией. Все солнечные нагревательные панели «Коллекторы» должны быть установлены с новым оборудованием для действия гарантии.При всех претензиях по гарантии и замене заказчик несет ответственность за покрытие всех транспортных расходов.

    Советы по защите вашей покупки

    Проверьте состояние вашего продукта.
    О любом продукте, который прибывает с повреждениями или дефектами, необходимо сообщить в течение 72 часов с момента доставки. По истечении этого периода получатель подтверждает, что товар доставлен без повреждений или дефектов, и принимает на себя полную ответственность за его состояние. В будущем проблемы, связанные с эксплуатационными характеристиками или функциями продукта, должны решаться посредством гарантийной претензии в соответствии с условиями гарантийной политики производителя.

    Будьте осторожны при ходьбе возле солнечных коллекторов.

    Эти продукты не предназначены для ходьбы или наступления; такие действия могут повредить коллектор и / или стояк. Гарантия не распространяется на случайное повреждение во время установки.

    Используйте только новое оборудование.

    Было показано, что повторное использование старого оборудования может повредить новые солнечные коллекторы. Для действия гарантии все солнечные панели для обогрева бассейнов «Коллекторы» должны быть установлены с новым оборудованием.

    Будьте осторожны при установке резиновых муфт.
    Повреждение может произойти из-за того, что муфты слишком сильно надвинуты на коллектор коллектора и разорвут наружные трубы стояка. Это происходит, когда зажимы остаются незатянутыми и добавляются дополнительные коллекторы. Каждая сторона муфты должна быть прикреплена к коллектору, прежде чем пытаться вставить другую сторону. Использование нового оборудования с внутренними резиновыми заглушками практически устраняет эту проблему, однако следует проявлять осторожность, чтобы полностью устранить эту проблему.

    Как с нами связаться

    Если есть какие-либо вопросы относительно положений и условий нашей текущей политики, свяжитесь с нами, используя информацию ниже[email protected]

    Условия использования

    Solar Pool Supply не несет ответственности за любой ущерб, понесенный в результате халатности клиента или ошибки установки, и такие инциденты не покрываются гарантией. Все солнечные нагревательные панели для бассейнов «Коллекторы» должны быть установлены с новым оборудованием для обеспечения гарантийного покрытия. При всех претензиях по гарантии и замене заказчик несет ответственность за покрытие всех транспортных расходов.

    Политика доставки

    Бесплатная доставка распространяется только на адреса доставки в пределах США.Для тарифов за пределами этого региона, пожалуйста, позвоните нам, чтобы получить смету доставки. Все заказы отправляются через USPS, FedEx Home Delivery, FedEx Ground или FedEx Freight Priority. Заказы, стоимость которых превышает 350 долларов США, будут отправлены с требованием косвенной подписи для доставки. Эта мера принимается, чтобы гарантировать, что эти пакеты будут доставлены полностью в ваши руки без повреждений, взлома или кражи.

    Инспекция продукта

    При доставке осмотрите упаковку (-ы) на предмет повреждений.Все посылки покидают наш склад в идеальном состоянии, поэтому в момент доставки следует отказаться от любых обнаруженных повреждений. Как только ваша посылка будет доставлена, откройте и проверьте состояние вашего продукта (ов). О любом продукте, который был обнаружен поврежденным или дефектным, необходимо сообщить в течение 72 часов с момента доставки. По истечении этого периода получатель подтверждает, что товар доставлен без повреждений или дефектов, и принимает на себя полную ответственность за его состояние. В будущем проблемы, связанные с эксплуатационными характеристиками или функциями продукта, должны решаться посредством гарантийной претензии в соответствии с условиями гарантийной политики производителя.

    Как с нами связаться

    Если есть какие-либо вопросы относительно положений и условий нашей текущей политики, свяжитесь с нами, используя информацию ниже.
    [email protected]

    Внутренний кондиционер с трубой PE-RT 10 мм

    Как и многие другие, этот веб-сайт требует использования файлов cookie. Мы хотим узнать, как наши клиенты используют этот магазин, чтобы предоставить им наиболее полезную информацию о наших нагревательных комплектах.Для этого нам требуется ваше согласие. Все данные будут собираться анонимно. Вы можете в любой момент отозвать свое согласие на использование этих файлов cookie. Дополнительную информацию о файлах cookie можно найти в нашей Декларации о защите данных и в наших выходных данных.

    Настройки

    Эти файлы cookie необходимы для бесперебойной работы нашего веб-сайта.

    Имя Назначение Срок службы Тип Провайдер
    CookieConsent Сохраняет ваше согласие на использование файлов cookie. 1
    год
    HTML

    Веб-сайт

    fe_typo_user Назначает ваш браузер сеансу на сервере.

    сессия

    HTTP

    Веб-сайт

    Имя Назначение Срок службы Тип Провайдер
    _ga Требуется для подсчета просмотров страниц и различения пользователей. 2
    год
    HTML

    Google

    _gid Требуется для подсчета просмотров страниц и различения пользователей. 1
    день
    HTML

    Google

    _gat_UA-15260754-1 Этот файл cookie не хранит никакой информации о пользователе.Он используется для ограничения количества запросов к doubleclick.net. 1
    минута
    HTML

    Google

    Имя Назначение Срок службы Тип Провайдер
    YSC Эти файлы cookie устанавливаются Youtube и используются для отслеживания просмотров встроенных видео.

    сессия

    HTML

    Google

    VISITOR_INFO1_LIVE Этот файл cookie установлен Youtube. Используется для отслеживания информации о встроенных видео YouTube на веб-сайте. 6
    месяц
    HTML

    Google

    Имя Назначение Срок службы Тип Провайдер
    test_cookie Этот файл cookie устанавливается двойным щелчком.сеть. Цель файлов cookie — определить, поддерживает ли браузер пользователя файлы cookie. 15
    минута
    HTML

    Google

    IDE Используется Google DoubleClick и хранит информацию о том, как пользователь использует веб-сайт, и любую другую рекламу перед посещением веб-сайта.Это используется для показа пользователям релевантной для них рекламы в соответствии с профилем пользователя. 14
    месяц
    HTML

    Google

    Температурные профили и тепловые потоки через различные геометрические формы

    В этой статье мы обсуждаем температурные кривые и тепловые потоки через плоскую стенку, через цилиндрическую трубу и через полую сферу.

    Введение

    Разница температур вызывает тепловые потоки. Эти тепловые потоки, в свою очередь, вызывают различные температурные профили внутри рассматриваемого материала в зависимости от его геометрии. В качестве примера следующий расчет покажет температурную кривую теплопроводности через плоскую стенку сосуда, через цилиндрическую трубу и полую сферу.

    Тепловой поток через плоскую стену, вероятно, самый распространенный случай. Примером может служить тепловой поток через стену здания или стенку емкости с горячей водой.

    Рисунок: Тепловой поток через стену здания Рисунок: Горячая жидкость в сосуде с плоскими стенками

    Тепловые потоки через полые цилиндры обычно встречаются в трубопроводах. Такую цилиндрическую форму имеют трубы отопления некоторых радиаторов.

    Рисунок: Цилиндрические нагревательные трубы радиатора Рисунок: Горячая жидкость в цилиндрической трубе

    В редких случаях геометрия также может иметь форму полой сферы. Так обстоит дело с некоторыми специальными контейнерами, в которых горячая вода хранится в сферическом резервуаре.

    Рисунок: Горячая жидкость в полой сфере

    Согласно закону Фурье, скорость теплового потока Q * через площадь поверхности A зависит от градиента температуры dT / dr:

    \ begin {align}
    & \ dot Q = — \ lambda \ cdot A \ cdot \ frac {\ text {d} T} {\ text {d} r} \\ [5px]
    \ end {align}

    Следовательно, для бесконечно малого изменения температуры dT вдоль участка dr применяется:

    \ begin {align}
    \ label {q}
    & \ boxed {\ text {d} T = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A} \ cdot \ text {d} r} \\ [5px]
    \ end {align}

    Частное теплового потока и площади поверхности можно рассматривать как тепловой поток q * («плотность теплового потока»), т.е.е. как тепловой поток на единицу площади:

    \ begin {align}
    \ label {qq}
    & \ boxed {\ text {d} T = — \ frac {\ dot q} {\ lambda} \ cdot \ text {d} r} \\ [5px]
    \ end {align}

    Температурные профили

    Температурный профиль внутри плоской стенки

    Для плоской стены поверхность A в направлении теплового потока всегда постоянна и, следовательно, не зависит от расстояния r. Тепловой поток Q * — это тепловой поток, который передается внутрь стены и проходит через стену.Из-за сохранения энергии , это тепло также проходит через каждую воображаемую промежуточную плоскость в одинаковой степени (в установившемся состоянии, которое мы предполагаем для всех примеров в этой статье).

    Рис.: Тепловой поток через плоскую стену

    Если бы это было не так, стена либо нагрелась бы за счет «накопления» тепла, либо остыла бы за счет «отвода» тепла. Однако мы хотели бы рассмотреть только случай установившегося состояния, в котором температурная кривая не меняется с течением времени.Благодаря постоянному тепловому потоку и постоянной площади, через которую проходит тепло, мы получаем постоянный тепловой поток q *. В соответствии с уравнением (\ ref {qq}) это, в свою очередь, означает, что температура всегда изменяется в каждой секции dr на одну и ту же величину dT. Следовательно, для плоской стенки происходит линейное изменение температуры.

    Рисунок: Профиль температуры через плоскую стенку

    Точный ход температуры T (r) может быть определен путем интегрирования уравнения (\ ref {q}), в соответствии с которым теплопроводность считается постоянной.{r} \\ [5px]
    & T-T_i = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A} \ cdot r \\ [5px]
    \ label {e}
    & \ boxed {T ( r) = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A} \ cdot r} \\ [5px]
    \ end {align}

    Температура изменяется линейно через плоскую стену!

    Температурный профиль внутри цилиндрической трубы

    Даже с цилиндрической стенкой тепло, передаваемое изнутри наружу стены, проходит через каждую воображаемую промежуточную плоскость в одинаковой степени (установившееся состояние!).В противном случае труба снова нагреется или остынет. Таким образом, тепловой поток Q * через цилиндрическую стенку снова не зависит от координаты r, а является постоянным.

    Рис.: Тепловой поток через стенку цилиндрической трубы

    Однако, в отличие от плоской стенки, площадь (промежуточных плоскостей), через которую проходит тепло, изменяется. С увеличением радиуса r площадь поверхности увеличивается линейно. Это, в свою очередь, означает, что тепловой поток распределяется по все большей и большей площади, то есть тепловой поток уменьшается с увеличением расстояния r.Согласно уравнению (\ ref {qq}) это означает, что температура изменяется все меньше и меньше с увеличением расстояния от внутренней стенки. Таким образом, температурная кривая выравнивается.

    Рисунок: Профиль температуры через стенку цилиндрической трубы

    Точный ход температуры T (r) получается путем интегрирования уравнения (\ ref {q}), в результате чего теплопроводность снова считается постоянной. Однако следует отметить, что площадь теперь является функцией радиуса. Используя l как длину цилиндрической трубы, площадь поверхности A на расстоянии r может быть определена следующим образом:

    \ begin {align}
    & A (r) = 2 \ pi \ cdot l \ cdot r \\ [5px]
    \ end {align}

    Используя эту функцию в уравнении (\ ref {q}) и затем интегрировав ее, получается следующая температурная кривая внутри трубы:

    \ begin {align}
    & \ text {d} T = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A (r)} \ cdot \ text {d} r \\ [5px]
    & \ int \ limits_ {T_i} ^ {T} \ text {d} T = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l} \ cdot \ int \ limits_ {r_i} ^ {r} \ frac {\ text {d} r} {r} \\ [5px]
    & [T] _ {T_i} ^ {T} = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l } \ cdot \ left [\ ln (r) \ right] _ {r_i} ^ {r} \\ [5px]
    & T-T_i = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l} \ cdot \ left [\ ln (r) — \ ln (r_i) \ right] \\ [5px]
    & T-T_i = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l} \ cdot \ ln \ left (\ frac {r} {r_i} \ right) \\ [5px]
    \ label {z}
    & \ boxed {T (r) = T_i — \ frac {\ dot Q } {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l} \ cdot \ ln \ left (\ frac {r} {r_i} \ right)} \\ [5px]
    \ end {align}

    Температура через цилиндрическую стенку изменяется логарифмически!

    Температурный профиль в полой сфере

    Например, если внутри сферического сосуда находится горячая жидкость, тепло будет проникать через стенку сферы наружу.В установившемся режиме тепло проходит через каждую воображаемую промежуточную плоскость в одинаковой степени. Однако площадь (промежуточных плоскостей), через которую проходит тепло, увеличивается с увеличением радиуса, так что тепловой поток соответственно уменьшается.

    Рис.: Тепловой поток через полую сферу

    Как и в случае с цилиндрической трубой, можно предположить, что температура изменяется все меньше и меньше с увеличением радиуса (сглаживание температурной кривой).{r} \\ [5px]
    & T-T_i = — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 4 \ pi} \ cdot \ left (\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r} \ right) \\ [5px]
    \ label {k}
    & \ boxed {T (r) = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 4 \ pi} \ cdot \ left ( \ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r} \ right)} \\ [5px]
    \ end {align}

    Температура сквозь сферическую стенку изменяется гиперболически!

    Рис.: Профиль температуры через стенку полой сферы

    Расчет тепловых потоков на основе температур

    Удельный тепловой поток через плоскую стенку

    На практике часто интересует не столько температурная кривая, сколько тепловой поток, который получается при заданных температурах в зависимости от геометрии.В случае строительства стен, например, часто интересует, сколько тепла за время проходит через стены наружу при разнице температур. Для плоской стенки толщиной t этот тепловой поток можно определить, переписав уравнение (\ ref {e}). Используя T (r = t) как температуру снаружи T o и T i как температуру внутри стены, тепловой поток можно рассчитать по следующей формуле:

    \ begin {align}
    & T_o = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A} \ cdot t \\ [5px]
    \ label {ee}
    & \ underbrace {\ frac {\ dot Q} {A}} _ {\ dot q_A} = (T_i-T_o) \ cdot \ frac {\ lambda} {t} \\ [5px]
    & \ boxed {\ dot q_A = (T_i-T_o) \ cdot \ frac {\ lambda} {t}} \\ [5px]
    \ end {align}

    Частное теплового потока и площади обозначает так называемый удельный тепловой поток q * A ( тепловой поток ).Это частное указывает тепловой поток на единицу площади.

    Преобразуя уравнение (\ ref {ee}) для образования члена Q * / (A⋅λ) и помещая его в уравнение (\ ref {z}), можно получить ход температуры как функцию внешней температуры T o и внутренняя температура T i . Таким образом, температурная кривая не зависит от теплового потока, теплопроводности и площади поверхности (конечно, температурный профиль не может зависеть от этих величин, поскольку линейный ход однозначно определяется внутренней и внешней температурой)!

    \ begin {align}
    & \ frac {\ dot Q} {A \ cdot \ lambda} = \ frac {T_i-T_o} {t} ~~~~~ \ text {используется в} ~~~~~ T (r) = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot A} \ cdot r ~ \ text {:} \\ [5px]
    & \ boxed {T (r) = T_i — \ frac {T_i -T_o} {t} \ cdot r} \\ [5px]
    \ end {align}

    Удельный тепловой поток в цилиндрической трубе

    На практике часто представляет интерес тепловой поток цилиндрической трубы, а не получаемые в результате температурные профили.Только представьте уже упомянутый радиатор. Внутри трубы течет теплая вода, которая нагревается до определенной температуры. По разнице температур снаружи и внутри радиатора тепло, передаваемое воздуху в комнате, можно определить, переписав уравнение (\ ref {z}). Используя T (r = r o ) в качестве температуры снаружи радиатора (T 0 ) и T i в качестве температуры внутри (температура воды), тепловой поток можно рассчитать, используя следующие формула:

    \ begin {align}
    & T_o = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 2 \ pi \ cdot l} \ cdot \ ln \ left (\ frac {r_o} {r_i} \ right) \ \ [5px]
    \ label {zz}
    & \ underbrace {\ frac {\ dot Q} {l}} _ {\ dot q_L} = (T_i-T_o) \ cdot \ frac {2 \ pi \ lambda} { \ ln \ left (\ frac {r_o} {r_i} \ right)} \\ [5px]
    и \ в штучной упаковке {\ dot q_L = (T_i — T_o) \ cdot \ frac {2 \ pi \ lambda} {\ ln \ left (\ frac {r_o} {r_i} \ right)}} \\ [5px]
    \ end {align}

    Частное теплового потока и длины трубы обозначает так называемый удельный тепловой поток по длине q * L .Эта величина указывает на тепловой поток на единицу длины трубы.

    Преобразуя уравнение (\ ref {zz}) для образования члена Q * / (2⋅π⋅l⋅λ) и затем помещая этот член в уравнение (\ ref {e}), можно получить ход температуры как функция внешней температуры T o и внутренней температуры T i :

    \ begin {align}
    & \ frac {\ dot Q} {2 \ pi l \ lambda} = \ frac {T_i-T_o} {\ ln \ left (\ frac {r_o} {r_i} \ right)} ~ ~~~~ \ text {используется в} ~~~~~ T (r) = T_i — \ frac {\ dot Q} {2 \ pi l \ lambda} \ cdot \ ln \ left (\ frac {r} { r_i} \ right) ~ \ text {:} \\ [5px]
    & \ boxed {T (r) = T_i — \ frac {T_i-T_o} {\ ln \ left (\ frac {r_o} {r_i} \ right)} \ cdot \ ln \ left (\ frac {r} {r_i} \ right)} \\ [5px]
    \ end {align}

    Телесноугольный удельный тепловой поток через полую сферу

    Тепловой поток через полую сферу при заданной внутренней и внешней температуре определяется преобразованием уравнения (\ ref {k}):

    \ begin {align}
    & T_o = T_i — \ frac {\ dot Q} {\ lambda \ cdot 4 \ pi} \ cdot \ left (\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r_o} \ right) \\ [5px]
    \ label {kk}
    & \ frac {\ dot Q} {4 \ pi} = (T_i-T_o) \ cdot \ frac {\ lambda} {\ frac {1} {r_i } — \ frac {1} {r_o}} \\ [5px]
    & \ underbrace {\ frac {\ dot Q} {4 \ pi}} _ {\ dot q_S} = (T_i-T_o) \ cdot \ lambda \ cdot \ frac {r_o \ cdot r_i} {r_o -r_i} \\ [5px]
    & \ boxed {\ dot q_S = (T_i-T_o) \ cdot \ lambda \ cdot \ frac {r_o \ cdot r_i} {r_o -r_i}} \\ [5px]
    \ end {align}

    Частное теплового потока и 4π обозначает так называемый удельный тепловой поток под телесным углом \ q * S .Эта величина указывает на тепловой поток на единицу телесного угла. Для полной сферы телесный угол равен 4π, а для полусферы 2π.

    Следующая формула применяется к изменению температуры после преобразования уравнения (\ ref {kk}) и последующего преобразования его в уравнение (\ ref {k}):

    \ begin {align}
    & \ frac {\ dot Q} {4 \ pi \ lambda} = \ frac {T_i-T_o} {\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r_o}} ~ ~~~~ \ text {используется в} ~~~~~ T (r) = T_i — \ frac {\ dot Q} {4 \ pi \ lambda} \ cdot \ left (\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r} \ right) ~ \ text {:} \\ [5px]
    & \ boxed {T (r) = T_i — \ frac {T_i-T_o} {\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r_o}} \ cdot \ left (\ frac {1} {r_i} — \ frac {1} {r} \ right)} \\ [5px]
    \ end {align}

    Расчет теплового потока по средней площади

    Расчет теплового потока через геометрические формы, описанные выше, можно свести к общей формуле, используя так называемую среднюю площадь A:

    \ begin {align}
    & \ boxed {\ dot Q = — \ lambda \ cdot \ bar A \ cdot \ frac {\ text {d} T} {\ text {d} r}} \\ [5px]
    \ end {align}

    В зависимости от геометрии средняя площадь рассчитывается следующим образом:

    \ begin {align}
    & \ bar A _ {\ text {плоская стена}} = A_i = A_o \\ [5px]
    & \ bar A _ {\ text {полый цилиндр}} = \ frac {A_o-A_i} { \ ln \ left (\ frac {A_o} {A_i} \ right)} \\ [5px]
    & \ bar A _ {\ text {полая сфера}} = \ sqrt {A_i \ cdot A_o} \\ [5px]
    \ end {align}

    Площадь A i обозначает площадь поверхности внутри геометрии, а A o площадь поверхности снаружи геометрии.

    Выбор тепловой трубки | Enertron

    Тепловая труба — это чрезвычайно эффективный проводник тепла, состоящий из сосуда, рабочей жидкости и фитильной конструкции. Все три этих элемента работают одновременно, создавая эффективное устройство теплопередачи.

    Процесс изготовления тепловой трубы Enertron начинается с тщательного вакуумирования резервуара с тепловой трубой, чтобы очистить проход от любых препятствий, заполнения резервуара желаемой рабочей жидкостью и герметизации резервуара. После того, как тепловая трубка герметично закрыта, она готова к использованию.

    Тепловая труба активируется путем нагрева одного конца трубы, чтобы рабочая жидкость внутри нее испарилась из жидкости в пар. Затем пар проходит через полую сердцевину тепловой трубы от конца испарителя к концу конденсатора со скоростью, близкой к звуковой.

    Во время этого процесса более низкая температура на конце конденсатора заставляет пар конденсироваться обратно в жидкость, рассеивая тепло, которое отводится радиатором или другими средствами. Затем жидкость возвращается к испарительному концу тепловой трубы через структуру фитиля с использованием капиллярной силы.

    Энергия, необходимая для перехода из жидкой фазы в газообразную, называется скрытой теплотой испарения. Например, скрытая теплота испарения воды составляет 539 кал / г. Удельная теплоемкость воды составляет 1 кал / г ° C.

    Следовательно, рабочая жидкость в тепловой трубе может переносить очень большое количество тепла и делать тепловые трубы в 100–1000 раз лучше, чем один сплошной медный стержень.

    На рисунке 1 схематически изображена тепловая труба.

    Четыре ограничения переноса тепла можно упростить следующим образом:

      • Звуковой предел — скорость, с которой пар перемещается от испарителя к конденсатору
      • Предел уноса — трение между рабочей жидкостью и паром, движущимся в противоположных направлениях
      • Предел капилляра — скорость, с которой рабочая жидкость перемещается от конденсатора к испарителю через фитиль.
      • Предел кипения — скорость, с которой рабочая жидкость испаряется за счет добавленного тепла.

      Есть три тепловых условия, которые могут привести к использованию тепловой трубки:

      1. Действовать в качестве первичного теплопроводящего пути
        • Когда источник тепла и радиатор необходимо разместить отдельно, тепло Труба может быть очень эффективным путем теплопроводности для передачи тепла от источника тепла к радиатору.
      2. Для улучшения теплопроводности твердого тела
        • Тепловая трубка может повысить эффективность и пропускную способность теплового шунта.
      3. Для облегчения распространения тепла по плоскости
        • Для увеличения теплопередачи через большое основание радиатора можно использовать тепловые трубки, тем самым эффективно увеличивая базовую теплопроводность. Эффектом этого является уменьшение температурного градиента на основании (повышение эффективности), тем самым снижая температуру источника тепла.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *