Tubos de calor

Tubos de Calor. 2.1) Características generales. Los tubos de calor son dispositivos que permiten el transporte de cantidades relativamente importantes de calor a distancias bastante grandes a través de un depósito de alta temperatura a otro depósito de baja temperatura, por una sección de paso pequeño. Son dispositivos relativamente sencillos, poseen normalmente la forma de un tubo rectilíneo,pero pueden adaptar la forma que sea necesaria para que el tubo encaje en el sistema térmico que se tenga. Hay que destacar que los tubos de calor no son la panacea para cualquier aplicación térmica, ni tampoco son dispositivos que posean elevados coeficiente de transmisión. Simplemente transportan calor con una resistencia térmica muy baja desde un depósito térmico caliente a un depósito térmico amenor temperatura. Estos dispositivos se consideran sistemas cerrados, que solo intercambian energía con sus alrededores más no masa, y sus elementos o componentes principales son: • • • Un contenedor hermético de buena conductividad térmica. Un mecanismo de “bombeo interno de líquido”, por ejemplo una mecha o estructura capilar en el caso de un tubo de calor. Un sistema de interconexión con elmedio ambiente, con delimitación de zonas de transferencia de calor de entrada, de salida y zona adiabática.

La estructura de los tubos de calor es similar a la de la bomba de calor, esta compuesto por un evaporado y un condensador, pero la gran diferencia es que no requiere de aporte de trabajo mecánico para cumplir el ciclo térmico, ya que como se menciono, el calor es transmitido desde undepósito caliente a uno de menor temperatura. Y en cambio la bomba de calor transmite desde un depósito frio a uno de mayor temperatura, por ello requiere el aporte de trabajo mecánico. En esencia al hablar de un tubo de calor. Se está hablando de un tubo sellado que posee un relleno porosa en el interior y un pequeña cantidad de fluido, está compuesto de tres secciones importantes el Evaporador, enuno de los extremos, en donde el calor se absorbe; El condensador donde el calor es liberado ubicado en el otro extremo del tubo y la sección adiabática en donde las fases de vapor y liquido del fluido se mueven en direcciones opuestas por el núcleo y la estructura porosa, respectivamente, para

completar el ciclo sin una transferencia de calor significativa entre esta sección y el mediocircundante. El tipo de fluido y la presión en el interior del tubo de calor depende de la temperatura de operación. Por ejemplo si tomamos el caso del agua como fluido de trabajo, se sabe que el agua pasa por un proceso de cambio de fase a un temperatura especifica solo si su presión es la presión de saturación a esa temperatura, recordando el grafico T-v. Entonces si diseñamos un tubo de calor con aguapara eliminar calor desde un deposito a 70ºC, la presión dentro del tubo debe ser igual a la presión de saturación del agua a dicha temperatura, es decir 31,2 kPa, como consecuencia el tubo de calor terminara trabajando a una presión menor a la atmosferita, 101,3 kPa, es decir el tubo de calor estará operando en un medio ambiente al vacio. Si por lo contrario se estuviese trabajando a latemperatura mencionada y la presión dentro del tubo fuese igual a la presión atmosférica, la transferencia de calor dará como resultado solo un aumento en la temperatura del fluido, en lugar de la evaporación de este que es lo que se necesita.

Evaporador

Zona Adiabática

Condensador

Flujo vapor

Q

Relleno poroso

Flujo de líquido

Q

Figura 2.1 Esquema Tubo de Calor. Los tubos decalor fueron concebidos por primera vez por General Motors y

quienes solicitaron una patente en el 1942, en los año subsiguientes no se les entrego mucha atención, si no hasta el 1962, cuando se sugirió que se usara en aplicaciones espaciales. Desde entonces los tubos de calor han encontrado una amplia gama de

aplicaciones, como el enfriamiento de equipos electrónico, en sistemas de...