هل درجة الحرارة التشغيلية لأنبوب الحرارة تشير إلى درجة حرارة المادة داخل الأنبوب، أم إلى درجة حرارة وسيط الحرارة خارج الأنبوب؟

ثلاثة أسئلة. الأول: النطاق الحراري لأنابيب الحرارة المصنوعة من الفولاذ، وهو من 30 إلى 250 درجة، يشير إلى درجة حرارة البخار داخل الأنبوب، أي درجة حرارة المادة العاملة. تتأثر القيمة الدنيا بأداء الأنبوب الحراري عند بدء التشغيل، أما القيمة العظمى فيمكن تحديدها بالرجوع إلى الضغط المقابل لأعلى درجة حرارة للبخار المشبع (حيث يصل البخار فائق الحرارة إلى حد تحمله) وحساب قدرة الأنبوب على تحمل الضغط وفقًا للمعيار GB150، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل معامل اللحام، والعمليات التصنيعية، والتمدد الحراري، والاستقرار الخطي وغيرها. ثانيًا: لا يُعد استخدام أنابيب ذات طول أكبر بكثير في الجانب البارد حلاً مناسبًا، فقد يتكثف البخار في الجانب الساخن قبل أن يصل إلى أعماق الجانب البارد، مما يجعل الأنابيب الزائدة في الجانب البارد تعمل دون فائدة ويزيد من التكاليف. يجب أن يكون تدفق الحرارة في الجانب الساخن أكبر قدر الإمكان مقارنة بالجانب البارد أثناء التصميم. ثالثًا: معامل تبادل الحرارة هو قيمة مستخلصة من الاختبارات التجريبية، كما أنها قيمة تجريبية أيضًا؛ ولكل شركة صيغتها الخاصة لحسابه، ولا يتم تعديلها يدويًا. علاوة على ذلك، فإن معامل التبادل الحراري له خصائص متكاملة إلى حد كبير، حيث يؤثر عليه بشكل كبير كل من المقاومة الحرارية ومعدل التدفق الكتلي وخصائص التوصيل الحراري والوسط الحراري، مما يجعل من الصعب التحكم في قيمته. إذا كانت درجة حرارة الجانب الساخن مرتفعة جدًا، بحيث تتجاوز درجة حرارة البخار داخل الأنبوب القيمة المسموح بها، فيمكن النظر في قدرة الأنبوب الحراري على تنظيم تدفق الحرارة. 1. في المناطق ذات درجات الحرارة العالية، يتم تقليل عدد الشفرات لكل وحدة طول لتقليل مساحة التبادل الحراري، وبالتالي تقليل تدفق الحرارة، أو يمكن استخدام أنابيب خالية من الشفرات مباشرةً. 2. يمكن تقليل طول الأنبوب في الجانب الساخن، ويجب أخذ نسبة طول الجانبين البارد والساخن في الاعتبار بناءً على التجربة. 3. زيادة نسبة طول الأنبوب إلى قطره لتقليل التدفق الحراري. 4. خفض سرعة التدفق الخارجي للأنابيب في الجانب الحار بشكل مناسب دون التسبب في تراكم الغبار. 5. استخدام معدات تبادل حراري أخرى في المناطق ذات درجات الحرارة الأعلى. للأنابيب الحرارية عيوبها، لكنها عملية للغاية، ويمكن استخدامها بمرونة وأمان وكفاءة في مختلف المجالات الصناعية، وآفاقها واسعة جدًا، في انتظار أن نقوم نحن بتطويرها.

هناك مشكلة أخرى تتعلق بأنابيب الحرارة المصنوعة من الفولاذ؛ فإذا أردنا استخدامها في ظروف درجات حرارة أعلى، فهل يمكننا تحقيق ذلك عن طريق زيادة قدرة جمع الحرارة في قسم التكثيف؟ مثلاً، من خلال خفض درجة حرارة الوسط الموجود خارج أنابيب الحرارة في قسم التكثيف، أو زيادة نسبة طول الجانب البارد إلى الجانب الساخن، ضمن الحدود المسموح بها لأنابيب الحرارة

من الناحية النظرية، يكون الأمر ممكنًا طالما لم يتم تجاوز الحدود القصوى للأنابيب الحرارية، ومن الأفضل حساب هذه الحدود بنفسك