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Pregunta de un principiante: En muchos documentos se indica el rango de temperaturas de funcionamiento para los tubos de calor con diferentes sustancias refrigerantes. Por ejemplo, para los tubos de calor utilizados con metal fundido, ese rango es de 30-250 °C. ¿Se refiere este rango a las temperaturas que puede soportar la sustancia refrigerante dentro del tubo, o bien a la temperatura del propio medio térmico que se encuentra fuera del tubo? Si se trata del primer caso, ¿sería posible modificar el rango de temperatura en el que se genera calor fuera de la sección de calentamiento del tubo térmico, cambiando la relación entre las longitudes de dichas secciones y los coeficientes de transferencia de calor? Por ejemplo, si la temperatura de funcionamiento del tubo térmico para el acero fundido es de 30-250 °C, y queremos utilizarlo en entornos donde la temperatura de la fuente de calor es mucho mayor que 250 °C, ¿sería posible hacer que la sección de calentamiento del tubo térmico sea muy corta y la sección de disipación de calor muy larga, de modo que el tubo térmico pueda funcionar con temperaturas de fuente de calor más altas?
Tres preguntas. Primero: la temperatura de funcionamiento del tubo termoeléctrico para acero, que está entre 30 y 250 grados, se refiere a la temperatura del vapor dentro del tubo; es decir, la temperatura del fluido. El valor mínimo está influenciado por las capacidades de inicio del tubo termoeléctrico, mientras que el valor máximo puede determinarse tomando como referencia la presión del vapor saturado a esa temperatura máxima (cuando el vapor sobrecalentado ha alcanzado su límite de transporte). También se debe tener en cuenta la presión que puede soportar el tubo según las normas GB150. Además, se deben considerar factores como el coeficiente de soldadura, los procesos de fabricación, la expansión térmica y la estabilidad lineal. Segundo: no es una buena solución que la longitud de los tubos del lado frío sea mucho mayor que la de los tubos del lado caliente. El vapor del lado caliente podría condensarse por completo antes de llegar a las zonas más profundas del lado frío, lo que hace que los tubos adicionales del lado frío trabajen en vano y aumente el costo. Al diseñar, se debe procurar que el flujo de calor en el lado caliente sea mayor que en el lado frío. Tercero: el coeficiente de intercambio térmico es un valor obtenido mediante pruebas experimentales, así como un valor empírico. Cada empresa cuenta con sus propias fórmulas para calcularlo, y estos valores no se modifican artificialmente. Además, su coeficiente de intercambio térmico es bastante complejo; la resistencia térmica, el caudal de masa, la conductividad térmica y el medio del lado térmico, entre otros factores, influyen significativamente en él, por lo que resulta difícil controlar su valor. Si la temperatura del lado caliente es demasiado alta y hace que la temperatura del vapor dentro de la tubería supere el valor permitido, se puede considerar la capacidad de regulación del flujo de calor del tubo térmico. 1. En las zonas de alta temperatura, se reduce el número de aletas por unidad de longitud para disminuir la superficie de intercambio térmico y, así, reducir el flujo de calor; o bien, se pueden utilizar tubos simples. 2. Es posible reducir la longitud del tubo del lado caliente, y es necesario considerar de manera integral la relación entre las longitudes de los lados frío y caliente, basándose en la experiencia. 3. Aumentar la relación diámetro-longitud del tubo para reducir el flujo de calor. 4. Reducir adecuadamente la velocidad del flujo en el exterior de los tubos del lado caliente, sin que esto provoque la acumulación de polvo. 5. En zonas de mayor temperatura, se utilizan otros equipos de intercambio de calor. Las tuberías térmicas tienen sus limitaciones, pero son muy prácticas. Permiten una aplicación flexible, segura y eficiente en diversos sectores industriales. Tienen un gran potencial, y está por verse cómo nosotros podemos desarrollarlas.
Hay otra cuestión relacionada con los tubos de calor de acero: si se desea utilizarlos en condiciones de temperaturas más altas en el lado caliente, ¿sería posible lograrlo aumentando la capacidad de absorción de calor en la sección de condensación? Por ejemplo, reduciendo la temperatura del medio exterior alrededor de los tubos de calor en esa sección, o aumentando adecuadamente la relación entre las longitudes de los lados frío y caliente, siempre y cuando eso sea posible para los tubos de calor
Es teóricamente viable siempre y cuando no se alcancen los límites de las tuberías térmicas; lo mejor es calcularse esos límites uno mismo