Värmerör , värmerör , värmerör ( eng. värmerör ) - ett element i ett värmeväxlingssystem, vars funktionsprincip är baserad på det faktum att i slutna rör gjorda av värmeledande metall (till exempel koppar ) och andra material finns det en lågkokande vätska . Värmeöverföring sker på grund av det faktum att vätskan avdunstar i den varma änden av röret, absorberar förångningsvärmen och kondenserar i den kalla änden, varifrån den går tillbaka till den varma änden.
Det finns två typer av värmerör: slätväggiga och med porös beläggning på insidan. I slätväggiga rör återgår den kondenserade vätskan till förångningszonen under påverkan av enbart tyngdkraften - med andra ord kommer ett sådant rör endast att fungera i ett läge där kondenseringszonen är ovanför förångningszonen, och vätskan har förmågan att rinna ut i förångningszonen. Värmerör med fyllmedel (vekar, keramik , etc.) kan fungera i nästan vilken position som helst, eftersom vätskan återgår till förångningszonen genom sina porer under inverkan av kapillärkrafter , och gravitationen spelar en obetydlig roll i denna process.
Värmerörsmaterial och kylmedel väljs baserat på applikationsförhållanden, från flytande helium för ultralåga temperaturer till kvicksilver och till och med indium för högtemperaturapplikationer. Men de flesta moderna rör använder ammoniak , vatten , metanol och etanol som arbetsvätska .
Den grundläggande principen för drift av värmerör med hjälp av gravitation (de så kallade tvåfas termosyfonerna ) går tillbaka till ångåldern. Moderna koncept som använder kapilläreffekten i värmerör föreslogs av RS Gaugler från General Motors 1942 ( patent US2448261A [1] ) [2] . Fördelarna med kapillärsystem utvecklades och visades också oberoende av George Grover från Los Alamos National Laboratory 1963 och publicerades därefter i Journal of Applied Physics .
| Ämne | från, K | till, K |
|---|---|---|
| Helium, flytande | 2 | fyra |
| Vatten | 298 | 573 |
| etanol | 273 | 403 |
| metanol | 283 | 403 |
| Ammoniak | 213 | 373 |
| Merkurius | 523 | 923 |
| Natrium | 873 | 1473 |
| Indium | 2000 | 3000 |
De har ett begränsat effektivt användningsområde. Om designtemperaturen överskrids kan allt kylmedel förvandlas till ånga, vilket kommer att leda till en katastrofal minskning av rörets värmeledningsförmåga (upp till 1/80). Omvänt, vid otillräcklig temperatur, avdunstar vätskan dåligt.
Samma princip används i lägerkaminer.
Rör används framgångsrikt i värme-, ventilations- och luftkonditioneringssystem (HVAC) , särskilt i luftåtervinningssystem , när luften som avlägsnas från rummet utbyter värme med frisk luft som kommer från gatan. Tillverkare av sådana system hävdar sin effektivitet på nivån 75%.
Termorörens kompakthet och effektivitet är anledningen till deras breda tillämpning inom rymdteknik . Samtidigt är det nödvändigt att ta hänsyn till sådana egenskaper hos arbete i rymden som: mikrogravitation , energiförlust endast på grund av strålning, begränsad elektrisk effekt, i samband med vilken företräde ges till passiva system, lång livslängd, p.g.a. omöjligheten (eller extrem begränsning) av underhåll.