Хабрахабр

Чем КТТ отличаются от обычных тепловых труб и как их применять

Остров Чеджу, Южная Корея. Июнь 2016-го. Во время перерыва подходят два китайца: Третий день международной конференции по тепловым трубам.

А вы из Теркона?
– Из Теркона.
– А правда, что у вас Юрий Фольевич работает, Майданик?
– Правда.
– И что, он здесь?
– Здесь.
– Дак он еще и живой? – Здравствуйте! И что, можно с ним сфотографироваться?
– Конечно.

Сначала вместо двух пришла группа из двадцати человек. Так с нашим Юрием Фольевичем в тот день сфотографировалось несколько десятков китайцев. Потом они еще видимо другим китайцам сказали и еще пара групп поменьше приходила посмотреть на живого ученого.

В этой статье — краткий экскурс в историю появления КТТ, чем КТТ отличаются от простых тепловых труб, серия коротких видеороликов о том, как применять КТТ.

История КТТ

Уже более четверти века КТТ успешно применяются в космической промышленности. Юрий Фольевич стоял у истока появления контурных тепловых труб (КТТ), изобретенных в тогда ещё Свердловске в начале 1970-х. Более 500 КТТ запущены и успешно эксплуатируются на борту космических аппаратов России, США, Китая, Европы.

В гражданских продуктах. В середине 2000-х появилась идея использования КТТ где-то не в космосе, а поближе. Космические КТТ были большими (труба толщиной с человеческую руку — обычное явление) и изготавливались индивидуально, штучно, под каждый конкретный космический аппарат. Для этого нужно было решить два вопроса — уменьшить размеры КТТ и наладить серийное производство. Так появилось предприятие "Теркон-КТТ".

Тепловые трубы

Они применяются практически в каждом современном компьютере. Обычные тепловые трубы (ТТ) сегодня — знакомая всем технология. Тепловые трубы используются для переноса тепла от источника к радиатору. Будь то настольный ПК или ноутбук. Когда невозможно или не удобно разместить радиатор сразу на источнике тепла.

Сначала Гоглером в General Motors Corporation. ТТ были дважды (!) изобретены в США. Суть внутреннего устройств ТТ и принцип ее работы: Затем доктором Гровером из Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Когда с одной стороны трубы происходит нагрев, тепло по центральному каналу переходит в виде пара на другой конец трубы. То есть ТТ — отрезок трубы со сложной внутренней структурой. Цикл повторяется. Затем по сложной капиллярной структуре внутренних стен трубы остывающая жидкость возвращается обратно.

Для того, чтобы передать больше тепла, используют несколько параллельных ТТ. Каждая ТТ может передавать ограниченное количество тепла.

Ограничения применения ТТ:

  1. Небольшое расстояние теплопереноса. В условиях земной гравитации, при вертикальном размещении, ТТ работает эффективно при длине до 25 см.
  2. Мощность. Если нужно передать много тепла, не всегда получается использовать столько параллельных труб, сколько необходимо.
  3. Конфигурация. Каждый изгиб ТТ заметно влияет на ее эффективность. Сложная внутренняя структура трубки разрушается при изгибах. Соответственно, если требуется сделать несколько крутых изгибов, применение ТТ может стать нецелесообразно из-за большой потери эффективности.

Контурные тепловые трубы

Это не отрезок трубы. КТТ — замкнутая система.

Вся сложная начинка находится в испарителе. КТТ состоит из испарителя и паропровода. При изгибах паропровода не происходит какого-либо значительного падения эффективности теплопередачи. Паропровод же — обычная труба.

Для сгиба контура применяются специальный трубогиб, чтобы не допустить перелома трубы. Обычно используется жесткая нагартованная труба из нержавеющей стали. Такой контур легко гнется руками, риск перелома трубы минимален. Так же возможно применение ненагартованной трубы из нержавеющей стали или из меди. Даже настолько изогнутая КТТ остается вполне работоспособной:

Средний отрезок паропровода монтируется змейкой внутри радиатора, для увеличения площади контакта. Испаритель монтируется к источнику тепла.

Применение КТТ

Типовой сценарий появления КТТ-охлаждения в устройстве заказчика:

  1. Заказчик решает, что обычные системы охлаждения не позволяют функционировать его устройству с требуемым уровнем эффективности. Либо конструктив устройства не позволяет эффективно решить задачу теплообмена.
  2. Наши специалисты уточняют у заказчика все существенные условия функционирования его устройства.
  3. Если это допустимо и может принести ощутимую пользу, мы рекомендуем заказчику внести изменения в конструктив устройства. Для более эффективной работы системы охлаждения.
  4. Проектируется система охлаждения на базе КТТ. Моделируется пространственная конфигурация контура охлаждения. Выбирается тип испарителя.
  5. На основе разработанной документации изготавливается опытный образец системы охлаждения.
  6. После удачных экспериментов с опытным образцом изготавливается серия КТТ для конкретного устройства заказчика.

Применение КТТ. DIY-сценарий

Моделирование и опытные образцы могут стоить вполне заметных денег. Типовой сценарий, описанный выше, характерен для относительно больших заказчиков. Но есть и второй путь.

Это набор контурных тепловых труб нескольких типовых конфигураций. Кроме заказных разработок в ассортименте нашей компании есть так называемые "стандартные КТТ". Они обычно есть в наличии и относительно недорого их можно приобрести поштучно для своих экспериментов.

Понимая правила работы с КТТ вполне реально на базе таких стандартных труб сделать самостоятельно систему охлаждения для своего малосерийного (или вообще штучного) изделия.

А понять основные правила работы с ними можно, посмотрев наш мини-сериал в заключительной части этой статьи. Посмотреть доступные к приобретению варианты стандартных КТТ можно у нас на сайте.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть