Wärme - und Stoffübertragung

, Volume 4, Issue 1, pp 39–47 | Cite as

Das stationäre und instationäre Betriebsverhalten von Wärmerohren

  • M. Groll
  • P. Zimmermann
Article
Received:

Zusammenfassung

Das Wärmerohr ist ein Konstruktionselement mit sehr hohem Wärmetransportvermögen. Seine physikalischen Grundlagen und die Rechenmethoden zur Beschreibung des stationären und instationären Betriebs werden angegeben. Grundlage zur Erfassung des stationären Betriebs ist eine Druckbilanz für das Wärmerohr. Zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens bei ausgebildeter Dampfströmung im Wärmerohr genügt eine Wärmebilanz. Aus dem weiten Anwendungsgebiet, das Wärmerohre gefunden haben, werden einige Beispiele angeführt. Es werden insbesondere die Leistungsgrenzen ausführlich besprochen und das dynamische Verhalten für verschiedene Heizleistungsänderungen diskutiert.

Steady state and dynamic behavior of heat pipes

Abstract

Heat pipes are construction elements with an extremely high heat transport capability. The physical principles and mathematical methods for describing the steady state and the dynamic behavior of heat pipes are presented. The steady state performance is described by a pressure balance for the heat pipe. The dynamic behavior with fully developed vapor flow in the heat pipe is described with sufficient accuracy by a heat balance.

Some of the many examples of heat pipe applications will be presented. The dynamic behavior for different variations of the heat input will be discussed and special regard is given to the performance limitations.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. 1.
    Gaugler, R. S.: US Pat 235 (1944) 0348.Google Scholar
  2. 2.
    Grover, G. M., T. P. Cotter andC. F. Ericksson: Structures of Very High Thermal Conductance. J. Appl. Phys. 35 (1964) 1920.Google Scholar
  3. 3.
    Cotter, T. P.: Theory of Heat Pipes. Los Alamos Scientific Lab., LA-3246-MS (1965).Google Scholar
  4. 4.
    Katzoff, S.: Notes on Heat Pipes and Vapor Chambers and Their Application to Thermal Control of Spacecraft. Sandia Laboratories Heat Pipe Conference (1966).Google Scholar
  5. 5.
    Moritz, K.: Ein Wärmerohr neuer Bauart — das Gewinde-Arterien-Wärmerohr. Chem. Ing. Techn. 41. Jg. (1969) H. 1.Google Scholar
  6. 6.
    Moritz, K.: Zum Einfluß der Kapillargeometrie auf die maximale Heizflächenbelastung in Wärmerohren. Dissertation, Institut für Kernenergetik, Universität Stuttgart (1969).Google Scholar
  7. 7.
    Pruschek, E., M.Schindler u. K.Moritz: Das Wärmerohr. Chem. Ing. Techn. 41. Jg. (1967) H. 1.Google Scholar
  8. 8.
    Anand, D. K.: On the Performance of a Heat Pipe. J. Spacecraft and Rockets Vol. 4 (1966) No. 5, 763–765.Google Scholar
  9. 9.
    Zimmermann, P.: Theoretische Betrachtung zum Wärmerohr, Institut für Kernenergetik. Universität Stuttgart, Bericht Nr. 5-50d (1969).Google Scholar
  10. 10.
    Groll, M., u. P.Zimmermann: Das maximale Wärmetransportvermögen optimal ausgelegter Wärmerohre. Chem. Ing. Techn. 41. Jg. (1969) H. 24.Google Scholar
  11. 11.
    Moritz, K., u. R.Pruschek: Grenzen des Energietransports in Wärmerohren. Chem. Ing. Techn. 41. Jg. (1969) H. 1 u. 2.Google Scholar
  12. 12.
    Kemme, J. E.: High Performance Heat Pipes. Thermionic Conversion Specialist Conference, Palo Alto (1967).Google Scholar
  13. 13.
    Busse, C. A., F.Geiger, H.Strub, M.Pötzschke and G.Kraft: High Temperature Lithium Heat Pipes. 2nd Int. Conf. on Therm. Electr. Power Gen., Stresa (1968).Google Scholar
  14. 14.
    Ranken, W. A., and J. E.Kemme: Survey of Los Alamos and Euratom Heat Pipe Investigations. Thermionic Conversion Specialist Conference, San Diego (1965).Google Scholar
  15. 15.
    Grover, G. M., J. E.Kemme and E. S.Keddy: Advances in Heat Pipe Technology. 2nd Int. Conf. on Thermionic Electr. Power Gen., Stresa (1968).Google Scholar
  16. 16.
    Busse, C. A., R.Caron, F.Geiger and M.Pötzschke: Performance Studies on Heat Pipes. Proc. Int. Conf. on Therm. Electr. Power Gen., London (1965).Google Scholar
  17. 17.
    Busse, C. A.: Pressure Drop in the Vapor Phase of Long Heat Pipes. Therm. Conv. Spec. Conf., Palo Alto (1967).Google Scholar
  18. 18.
    Kübler, K., u. P.Zimmermann: GEDRU, Rechenprogramm des Instituts für Kernenergetik. Universität Stuttgart (1969).Google Scholar
  19. 19.
    Kemme, J. E.: Heat Pipe Capability Experiments. Therm. Conv. Spec. Conf., Houston (1966).Google Scholar
  20. 20.
    Wageman, W. E., andF. A. Guevara: Fluid Flow Through a Porous Channel. The Physics of Fluids Vol. 3 (1969) No. 6, 878.Google Scholar
  21. 21.
    Groll, M., u. P.Zimmermann: Instationäres Betriebsverhalten von Wärmerohren. Chem. Ing. Techn. 42. Jg. (1970) H. 16.Google Scholar
  22. 22.
    Cotter, T. P.: Heat Pipe Startup Dynamics. Therm. Conv. Spec. Conf., Palo Alto (1967).Google Scholar
  23. 23.
    Dagbjartsson, S., M. Groll u.P. Zimmermann: Ein Thermionikreaktor kleiner Leistung mit außen angeordneten Konvertern und Kollektorkühlung durch Wärmerohre. Raumfahrtforschung Bd. XIII (1969) H. 1.Google Scholar
  24. 24.
    Dagbjartsson, S., M.Groll, O.Schlörb and R.Pruschek: An Improved Out-of-Core Thermionic Reactor for Low Power. Therm. Conv. Spec. Conf., Framingham, Mass. (1968).Google Scholar
  25. 25.
    Geoll, M.: Ein elektrisch geheizter Graphit-Hohlraumstrahler für hohe Temperaturen. Dissertation. Institut für Kernenergetik, Universität Stuttgart (1969).Google Scholar
  26. 26.
    Bohdansky, J., and H. E. J.Schins: J. Appl. Phys. 36 (1965).Google Scholar
  27. 27.
    Grassmann, P., u. W.Dörfler: Das Wärmeleitrohr als thermische Triode. Wärme- und Stoffübertragung Bd. 2 (1969).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • M. Groll
    • 1
  • P. Zimmermann
    • 1
  1. 1.Institut für Kernenergetik der Universität Stuttgart7 Stuttgart 80Germany

Personalised recommendations