Selectie en ontwerp van werkvloeistoffen en schaalmaterialen
Laat een bericht achter
Selectie en ontwerp van werkvloeistoffen en schaalmaterialen
Selectie van werkvloeistof
Een goede werkvloeistof moet de volgende eigenschappen hebben: ① hoge warmteoverdrachtscapaciteit; ② Matige verzadigde dampdruk tijdens het werk; ③ In staat tot langdurige compatibiliteit met kern- en schaalmaterialen, met een stabiele chemische samenstelling en geen ontleding; ④ Hoge thermische geleidbaarheid en goede bevochtigingsprestaties. De keuze van de werkvloeistof is afhankelijk van de gebruikseisen.
Door verschillende werkvloeistoffen te gebruiken, kunnen heatpipes over een extreem breed temperatuurbereik werken. Afhankelijk van het temperatuurbereik kunnen warmtepijpen worden onderverdeeld in warmtepijpen met lage temperatuur, gemiddelde temperatuur en hoge temperatuur. Warmtepijp met lage temperatuur verwijst naar een warmtepijp met een werktemperatuurbereik van 4-200K. Het gebruik van helium als werkvloeistof kan werken bij 4K. Waterstof en neon kunnen worden gebruikt in het bereik van 20-30K. Als de temperatuur hoger is, zijn de beschikbare werkvloeistoffen stikstof en zuurstof. Veelgebruikte werkvloeistoffen in het bereik van 100-200K zijn onder meer methaan, ethaan, F-13, enz. Het kenmerk van werkvloeistoffen bij lage temperaturen is dat hun transmissiecoëfficiënten allemaal erg klein zijn en dat hun capillaire stijging coëfficiënten zijn ook erg klein. Ze zijn compatibel met algemene technische materialen, maar bij gebruik van waterstof als werkvloeistof moet aandacht worden besteed aan het probleem van waterstofverbrossing (corrosie) van de materialen. Veel werkvloeistoffen bij lage temperaturen zijn brandbaar en explosief, en wanneer ze bij kamertemperatuur worden bewaard, verkeren ze in een superkritische toestand met hoge druk. Daarom moeten veiligheidsmaatregelen worden genomen bij het gebruik ervan. Warmtepijp op gemiddelde temperatuur verwijst naar een warmtepijp die werkt binnen het bereik van 200-700K. Dit is het meest gebruikte type heatpipe tot nu toe. Binnen dit temperatuurbereik heeft water de beste thermische prestaties en kan het worden gebruikt bij temperaturen van 350 tot 500 K. Het nadeel is dat het niet compatibel is met veelgebruikte technische materialen zoals aluminium en staal, en alleen gedurende lange tijd compatibel kan zijn met koper. Bovendien beperkt het hoge stolpunt het gebruik ervan. De afgelopen jaren is er echter door uitgebreid onderzoek vooruitgang geboekt op het gebied van de compatibiliteit van de staalwaterfase; Stalen/water-warmteleidingen worden op grote schaal gebruikt bij de terugwinning van afvalwarmte. In het bereik van 200-350K voor temperatuurregelings- en airconditioningsystemen van ruimtevaartuigen is ammoniak de beste werkvloeistof, die qua thermische prestaties op de tweede plaats komt na die van water. Bovendien kan het op lange termijn compatibel zijn met technische materialen zoals aluminium en staal, en heeft het een laag stolpunt, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in satellieten en ruimtevaartuigen. Aceton en methanol kunnen worden gebruikt in het bereik van 300-400K, met een lagere dampspanning dan ammoniak, en kunnen worden gebruikt bij hogere temperaturen vergeleken met ammoniak. Met name methanol heeft een goede thermische prestatie, die na die van ammoniak de tweede plaats inneemt en een goede regelgevoeligheid heeft, waardoor het zeer bruikbaar is in gasgestuurde warmtepijpen.
www.superbheater.com
