W produkcji wyprasek, poza dobrą jakością szczególnie ważne jest uzyskanie możliwie najkrótszych czasów chłodzenia, aby była to produkcja dostatecznie wydajna. Przy złożonych kształtach wyprasek i zastosowaniu konwencjonalnych metod chłodzenia wyprasek z wykorzystaniem układu kanałów chłodzących nie zawsze można uzyskiwać zadowalające wyniki. Jednym ze sposobów na skuteczne rozwiązanie tego problemu może być zastosowanie ciepłowodów. Funkcje jakie spełniają ciepłowody pozwalają nazwać je zminiaturyzowanymi wymiennikami (mikrowymiennikami) ciepła. Zapewniają one szybki odbiór ciepła z miejsc praktycznie niedostępnych dla tradycyjnych kanałów chłodzących, skracają czas cyklu i poprawiają rentowność produkcji.
Andrzej Zwierzyński
Ciepłowody (heat pipes) zostały wynalezione na początku lat 40-tych w USA (patent nr 2 350 348 R.S. Gauglera z roku 1942), a po raz pierwszy znalazły zastosowanie w pojemnikach na lód. Jednak dopiero w latach 60-tych, w ramach projektów badawczych statków kosmicznych, ciepłowody znalazły szersze zastosowania praktyczne w przemyśle (m.in. znacznie przyczyniły się tu publikacje i patent z 1963 r. G.M. Grovera i jego współpracowników). Początkowo poza statkami kosmicznymi zaczęto stosować je w lotnictwie, a także w elektronice, ciepłownictwie, klimatyzacji i kolejno w wielu innych branżach. Natomiast w zakresie przetwórstwa tworzyw (głównie w technologii wtrysku) zastosowanie ciepłowodów nastąpiło w latach 70-tych. W latach 60-tych zaczęto używać obecnej angielskiej nazwy „heat pipe”. W Polsce często używana jest zamiennie nazwa „rurki ciepła”, czyli dosłowne tłumaczenie z angielskiego. Relatywnie duży i szybki odbiór ciepła, zwłaszcza z obszarów trudnodostępnych, jest możliwy dzięki doskonałej przewodności cieplnej oraz stosunkowo małym rozmiarom ciepłowodów. Według danych dostawców jest to wartość nawet 1000 razy większa niż miedzi (dla której współczynnik przewodności cieplnej wynosi ok. 0,4 kW/(mK)). Dzięki temu znalazły zastosowanie nie tylko do odbioru ciepła,ale też mogą spełniać inne funkcje związane z przekazywaniem ciepła, np. mogą dostarczać ciepło do określonych punktów w formie, ogrzewać rozdzielacze GK lub dysze wtryskarek.
Budowa i działanie ciepłowodów
Ciepłowód to wymiennik ciepła, który może przenosić znaczną ilość ciepła na określoną odległość przy minimalnej różnicy temperatur. Wykorzystuje on ciepło (entalpię) parowania i skraplania medium roboczego do przenoszenia dużych przepływów ciepła.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3/4 (186/187) Marzec/Kwiecień 2023
pobierz pdf
