В книге иа основе обширного литературного материала и исследований авторов изложены современные представления о физических процессах, лежащих в основе работы высокоэффективных теплопередающнх устройств — тепловых труб.
Рассмотрены гидродинамика теплоносителя в паровом канале и капиллярной системе, тепло- и масообмен в зонах испарения и конденсации, особенности работы тепловых труб в пусковых н переходных режимах. В приложениях представлены методы расчета ограничений теплопереноса и перепадов температуры в тепловых трубах, приведены данные по физическим свойствам основных теплоносителей.
Книга предназначается для научных сотрудников, конструкторов, инженеров, а также преподавателей, аспирантов и студентов, технических высших учебных заведений.
Впервые термин тепловая труба (heat pipe) был введен в 1963 г. Гровером с сотр. (Лос-Аламосская лаборатория, США), которые были инициаторами исследований этих устройств н рассмотрения возможности их использования в технике [6, 7] Тепловые трубы точнее следовало бы назвать теплопередающими трубами. Однако первый термин уже широко распространен, поэтому, по-видимому, целесообразно его сохранить.
Идея создания тепловода, в котором перенос тепла оеу-ществляется посредством испарения и конденсации рабочего тела, а для перекачивания жидкости используются капиллярные силы, была предложена еще в 1942 г. Гаулером применительно к холодильной технике [8]. Однако изобретение не находило применения в технике более 20 лет. Разработка космических высокотемпературных энергетических систем обусловила возрождение идеи.
Отметим, что тепловые трубы имели предшественника — так называемые трубы Перкинса. Трубы Перкинса — это бесфитильные тепловоды, в которых перенос тепла осуществляется также за счет скрытой теплоты парообразования, а циркуляция теплоносителя происходит за счет сил гравитации. Эти устройства были изобретены Перкинсом в 1897 г. и успешно использовались сначала в хлебопекарном деле, а затем нашли и другие многочисленные области применения.
Бесфитильные трубы задолго до появления тепловых труб применяли, например, в строительной технике — в районах вечной мерзлоты они обеспечивали сохранение замерзшего грунта под фундаментами построенных сооружений. Однако несомненно, что использование капиллярных сил в парожидкостных тепловодах было принципиально новым шагом в их развитии.
Первые эксперименты, проведенные в США, подтвердили работоспособность и высокую эффективность тепловодов, действующих на этом принципе. Они послужили началом «цепной реакции» по изучению, совершенствованию и применению новых тепловодов в различных странах мира. Такие работы вслед за США были начаты в ФРГ, Англии, Франции, Италии, Голландии, а также в нашей стране и некоторых социалистических странах.
