بررسی تجربی لوله حرارتی حلقه شده

لوله های حرارتی حلقه شده نوعی مبدل حرارتی منفعل بدون وسیله متحرک مکانیکی است، که برای انتقال حرارت در شارهای متوسط با کمترین هزینه اولیه و بیشترین کارایی در کمترین فضا، بسیار مناسب هستند. در این پژوهش به بررسی تجربی کارایی لوله های حرارتی حلقه شده در مبدل های گرمایی پرداخته شده است. لوله حرارتی حلقه شده متشکل از لوله هایی با قطر کم که بعد از تخلیه هوای درون آن قسمت تبخیر کننده را از سیال عامل به طور نسبی پر می کنند. بر خلاف نوع متعارف که لوله های آن دارای فتیله در تمامی قسمت ها می باشند، این لوله های حرارتی در قسمت تبخیر کننده فقط دارای فتیله هستند. مدل بکار رفته در این لوله ها به این شکل است که از یک حلقه شکل گرفته اند و در قسمت بالا چگالنده و قسمت پایین تبخیر کننده قرار دارد و رابط بین این دو قسمت لوله های عایقی با قطر باریک می باشند. شار حرارتی مورد نیاز توسط مشعل(دود گرم) تامین شده است. هوای گرم بوسیله فن مکنده به داخل کانال قسمت تبخیر کننده هدایت می شود، همچنین برای خنک کاری از یک فن دمنده برای هدایت هوای سرد به کانال قسمت چگالنده استفاده شده است. و همچنین در این سیستم از سیال عامل آب خالص استفاده شده و جنس سازه و لوله ها از مس با درصد خلوص بالا می باشد. فتیله قسمت تبخیر کننده با استفاده از تکنولوژی متالوژی پودر، از جنس مس ساخته شده است، و همچنین همین آزمایشات در حالت عدم حضور فتیله مورد بررسی قرار گرفت و مقایسه ای بین دو حالت صورت گرفته است. در این پژوهش دبی جرمی هوا سرد ثابت در نظر گرفته شده و اثرات تغییر دبی جرمی دود گرم و همچنین افزایش دمای ورودی دود گرم بر روی عملکرد سیستم مورد بررسی قرار گرفت و تحلیل دمایی آن انجام شد. نتایج نشان می دهد که افزایش دبی هوای گرم باعث کاهش اختلاف دمای ورودی و خروجی کانال دود گرم می شود و از طرفی دیگر افزایش دمای دود گرم ورودی باعث افزایش اختلاف دمای ورودی و خروجی هر دو مجرا می شود. افزایش دبی جرمی دود گرم باعث کاهش راندمان انرژی سیستم خواهد شد، اما افزایش دمای سیستم الزاما افزایش راندمان را در پی ندارد. همچنین موضوع مهمی که در حالت عدم حضور فتیله رخ میدهد پایین بودن زمان راه اندازی سیستم است، یعنی مدت زمان پیش گرمایش سیستم خیلی طولانی می باشد، و همچنین مشخص است که نسبت به حالت سیستم در حضور فتیله راندمان پایین تری وجود دارد. بدلیل اینکه اتلاف حرارتی بیشتری داریم و سیستم بدلیل کم بودن سطح انتقال حرارت و پایین بودن موئینگی گرمای کمتری از سیستم دریافت می کند. داده های گرفته شده نشان از آن دارند که راندمان سیستم تا زمانی که سرعت دود گرم ورودی به بخش تبخیر کننده به 3/3متر بر ثانیه می رسد با شیب ملایمی رو به کاهش است و از این سرعت به بعد با شیب تندتری راندمان کاهش می یابد، و در برخی از سرعت ها و در توان های خاصی با افت شدید راندمان مواجه شده است.