دانلود مقالات ISI درباره لوله گرمایی یا لوله حرارتی + ترجمه فارسی

لوله گرمایی یا لوله حرارتی وسیله‌ای برای انتقال حرارت است که بر مبنای اصول هدایت حرارتی و تغییرات فازی سیالات طراحی شده است و انتقال حرارت بین دو منطقه سرد و گرم را به بهترین و مهندسی‌شده‌ترین شکل با بیشترین بهره‌وری ممکن می‌سازد. لولهٔ حرارتی وسیله‌ای است که می‌تواند مقادیر بزرگی از گرما را با اختلاف دمای اندک به سرعت میان منبع گرم و منبع سرد انتقال دهد. شاید به همین جهت از لولهٔ حرارتی به عنوان ابررسانا یاد می‌شود. بازدهی بالای آن‌ها در انتقال حرارت برجسته است، به طوری که یک لولهٔ حرارتی با جدارهٔ مسی از لولهٔ تو پر مسی با همان ابعاد بسیار پر بازده تر است. لوله‌های حرارتی در اشکال و ابعاد گوناگون ساخته می‌شوند و از ابزارهای دیگر انتقال حرارت، سبک‌تر هستند و محدودیت‌های کمتری دارند. لوله گرمایی از بعضی جهات شبیه به ترموسیفون می‌باشد. فکر اولیهٔ لوله‌های حرارتی در ابتدا به وسیلهٔ R. S. Gaugler در سال ۱۹۴۲ پیشنهاد شد. اما تا سال ۱۹۶۲ طول کشید تا G. M. Grover مهندسی که در لس‌آلاموس روی خنک کاری سیستم‌های تولید انرژی اتمی در فضا کار می‌کرد، آن را اختراع کند. مکانیزم‌های معمول و مرسوم انتقال حرارت در مهندسی به منظور ایجاد سرمایش و گرمایش، نیاز به توان خارجی، صرف هزینه جاری علاوه بر هزینه ساخت اولیه و در اغلب موارد دارای قطعات متحرک هستند. با این وجود، یک لوله حرارتی (heat pipe) وسیله‌ای نسبتاً ساده است که بدون هیچ قسمت متحرکی، قابلیت انتقال مقادیر زیادی حرارت را در فواصل مختلف دارد. جذاب‌ترین مشخصه لوله حرارتی این است که در این سیستم، نیاز به انرژی خارجی نیست و لوله حرارتی فقط با اعمال گرما فعال می‌شود و در عین حال دارای ضریب رسانایی گرمایی مؤثر و بسیار بالایی است. در این بخش از سری مقالات لوله حرارتی به معرفی، به بیان مزایا و ساختار کلی این پدیده جذاب تأسیساتی پرداخته شده است. ساختار کلی و عملکرد یک لوله حرارتی لوله حرارتی یک وسیله انتقال حرارت با ضریب رسانایی گرمایی مؤثر بسیار بالا است که در خلأ کار می‌کند و برای انتقال حرارت از یک چشمه حرارتی به یک چاه حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار یک لوله حرارتی از نظر عملی به سه منطقه تقسیم می‌شود: الف) منطقه تبخیر یا ناحیه اواپراتور که در یک انتهای لوله قرار دارد و در این منطقه گرما به محفظه وارد می‌شود. ب) منطقه چگالش یا ناحیه کندانسور که در انتهای دیگر لوله است و گرما در این ناحیه دفع می‌گردد. ج) ناحیه آدیاباتیک که بین دو ناحیه اواپراتور و کندانسور را شامل می‌شود. عملکرد لوله حرارتی به این صورت است که، حرارت در منطقه اواپراتور به لوله حرارتی وارد شده و بدین وسیله سیال عامل داخل آن می‌جوشد؛ سیال عامل که در حالت مایع اشباع قرار دارد در اثر دریافت گرمای نهان تبخیر به بخار اشباع تبدیل می‌شود. بخار اشباع حاصل در اثر اختلاف فشار به انتهای دیگر لوله حرارتی یا ناحیه کندانسور منتقل می‌شود. این منطقه در ناحیه خنک‌تری قرار داشته و از این رو بخار اشباع، گرمای نهان تبخیر خود را از دست داده و تقطیر می‌شود. مایع اشباع حاصل، از طریق یک ساختار فتیله‌ای توسط نیروی مویینگی به قسمت اواپراتور بازگردانده می‌شود و سیکل مجدداً تکرار می‌شود تا گرما به طور پیوسته از ناحیه گرم به ناحیه سرد منتقل شود. از آنجایی که فرآیندهای جوشش و تقطیر همراه با ضرایب انتقال حرارت بسیار بالایی بوده و عملکرد یک لوله حرارتی بر اساس جوشش و تقطیر متوالی سیال عامل است می‌توان انتظار داشت که لوله حرارتی وسیله بسیار مؤثری در انتقال حرارت باشد که این انتظار در آزمایشات متعدد به واقعیتی کاربردی تبدیل شده است.