 |
| نظام التبريد بالأنبوبة الحرارية القائمه |
يستخدم مع المكائن الصناعية والاالات الحرارية أنظم تبريد خاصه منها نظام التبريد باستخدام الانبوبة الحرارية القائمة Vertical Heat Pipe Cooling System وتستخدم الأنبوبة الحرارية في العديد من أغراض التبريد مثل تبريد خلايا الطاقة النووية في المركبات الفضائية أجزاء الحاسبات الآلية وغير ذلك.
الماسورة الحرارية القائمة
تعتبر الماسورة الحرارية القائمة وسيلة من وسائل نقل الحرارة. تقوم الماسورة القائمة بنقل كميات كبيرة من الحرارة وبفرق قليل في درجة الحرارة بين سطحين متلامسين أحدهما بارد والأخر ساخن.يتحول مائع التبريد داخل الماسورة الحرارية القائمة وعند السطح الساخن إلى بخار. يسري ذلك البخار بفعل الجاذبية ليتكثف ويتحول إلى سائل على السطح البارد. يتم تحريك هذا السائل بواسطة الخاصية الشعرية مرة أخرى إلى السطح الساخن ليتبخر مرة أخرى وهكذا تعاد الدورة مرة أخرى.
تصميم وتكوين الأنبوبة الحرارية
تتكون الأنبوبة الحرارية من أنبوبة محكمة القفل مصنوعة من مادة ذات موصلية حرارية عالية كالنحاس أو الألمنيوم.يتم تفريغ الهواء داخل الأنبوبة بواسطة مضخة تفريغ تفريغا كاملا ويتم ملء الأنبوبة بمقدار قليل من مائع للتبريد والذي يتم اختياره بحيث يناسب درجة حرارة التشغيل المطلوبة. وتستخدم العديد من موائع التبريد لهذا الغرض مثل الماء ، الايثانول ، الأستون ، الصوديوم أو الزئبق.
نتيجة لوجود جزء من الفراغ داخل الأنبوبة عند ضغط قريب أو أقل من ضغط البخار لمائع التبريد فان جزءا من المائع يكون في الحالة السائلة وجزءا آخرا يكون في الحالة الغازية. تتم عملية انتقال الحرارة من نقطة إلى أخرى في الأنبوبة الحرارية القائمة عن طريق التبريد بالتبخير وذلك بتبخير وتكثيف مائع التبريد.
 |
| تكوين الأنبوية الحرارية ودورة التبريد لها |
عندما يتم تسخين أحد جانبي الأنبوبة فان مائع التبريد بداخلها عند ذلك الجانب يتبخر وبالتالي يزداد ضغط البخار داخل الفراغ للأنبوبة ويمتص الحرارة الكامنة للتبخير من ذلك الجانب خافضاً درجة حرارته.
يكون ضغط البخار فوق سائل مائع التبريد الساخن عند الجانب الساخن للأنبوبة أعلى من ضغط الاتزان للبخار فوق مائع التبريد المتكثف عند الجانب البارد للأنبوبة ويعمل فرق الضغط هذا على دفع كتلة السائل سريعا إلى الجانب المتكثف حيث يتكثف البخار الزائد طارداً حرارته الكامنة وبالتالي رافعا درجة حرارة الجانب البارد للأنبوبة.
يسري مائع التبريد المتكثف للخلف إلى الجانب الساخن من الأنبوبة. في حالة الأنبوبة الحرارية القائمة فان حركة مائع التبريد تكون بواسطة قوى الجاذبية.
وفي حالة الأنبوبة التي تحتوي على فتايل wicks على هيئة تجاويف من المعدن موازية لمحور الأنبوبة لتعطي الخاصية الشعرية
وتزيد الضغط على السائل المتكثف لترجعه إلى الجزء الساخن للأنبوبة.
تمتاز الأنبوبة الحرارية بكفاءتها العالية في طرد الحرارة وتعتبر فكرة الأنبوبة الحرارية القائمة التي تستخدم الجاذبية قديمة جدا في حين أن استخدام الخاصية الشعرية في الأنابيب يعتبر حديثا ويرجع لجوقلر من شركة جنرال موتورز الأمريكية في العام 1942م.
استخدامات الأنبوبة الحرارية
أستخدامات الأنبوبة الحرارية
- خلايا الطاقة النووية في المركبات الفضائية
- أجزاء الحاسبات الآلية.
- أنابيب نقل البترول
طريقة تبريد أرجل حوامل أنابيب نقل البترول في ألاسكا بواسطة أنابيب حرارية.
Pipelines حيث يتم تزويد كل حامل من حوامل الأنابيب بعدد أربعة أنابيب تبريد حرارية قائمة لتبريد تلك الحوامل وحمايتها من التلف نسبة لأن الحرارة المنتقلة من الأرض إلى الزيت داخل الأنابيب بالإضافة إلى الحرارة المتولدة بواسطة الاحتكاك والسريان الدوامي نتيجة لسريان الزيت قد تتسرب إلى أسفل أرجل حوامل الأنابيب.
وأهم العوامل التي تؤثر في أداء الأنبوبة الحرارية هي نوع معدن الأنبوبة و مقاس الأنبوبة ونوع مائع التبريد المستخدم.