Tubería térmica

Heat pipe es un objeto que almacena y transfiere energía térmica a lo largo de segmentos conectados e impone un límite a cuánta energía puede pasar por cada segmento con el tiempo. Cada segmento de Tubería térmica reduce la temperatura del calor que fluye por él en una cantidad que depende de la potencia transmitida; esto crea una longitud útil máxima efectiva para un tramo recto de Tubería térmica entre una fuente de calor y un consumidor de calor.

Para una entidad Tubería térmica con una conexión de entrada en un lado y una conexión de salida en el lado opuesto, la caída de temperatura por segmento es de 1 + (P / 15) °C, donde P es la potencia transmitida en megavatios (MW). Como los Intercambiador de calor deben alcanzar 500°C para generar vapor y los generadores de calor (por ejemplo, los reactores nucleares) tienen un máximo de 1000°C, la diferencia de temperatura máxima posible entre una fuente de calor y un Intercambiador de calor es de 500°C. Por lo tanto, la longitud máxima en línea recta L de segmentos de Tubería térmica que pueden transportar una potencia P y aun así permitir que un Intercambiador de calor alcance 500°C es L = 500 / (1 + P/15). Por ejemplo, un único reactor nuclear que entregue 40 MW de potencia térmica a una sola línea recta de Tubería térmica puede llegar aproximadamente a 500 / (1 + 40/15) ≈ 136 segmentos de Tubería térmica antes de que la temperatura haya bajado demasiado como para alcanzar 500°C.

Un reactor nuclear puede actuar por sí mismo como conductor térmico, de forma similar a un Tubería térmica, esté alimentado o no. En ese papel, el reactor reduce la temperatura en 1 + (P / 387) °C por entidad de reactor, con P en MW; los valores medidos indican que el denominador es aproximadamente 386.847. Como un reactor ocupa más casillas que un solo segmento de Tubería térmica, hay que compararlo con varios segmentos de Tubería térmica en conjunto (para la huella típica de un reactor, esa comparación equivale a unas cinco líneas de cinco Tubería térmica). En comparación con una longitud equivalente de Tubería térmica, un reactor reduce menos la temperatura por casilla: con una potencia transmitida cercana a cero reduce la temperatura unas cinco veces menos que las casillas equivalentes de Tubería térmica, y con una potencia transmitida muy alta reduce la temperatura casi veintiséis veces menos. Como ejemplo ilustrativo, una línea recta de 100 reactores (equivalente a 500 casillas) que transporte 1 GW de potencia térmica reducirá la temperatura en unos 360°C.

En el escenario Space Age en Aquilo, los Tubería térmica también se usan para evitar que las entidades se congelen. Allí, los Tubería térmica transfieren calor automáticamente a las entidades vecinas; distintas entidades consumen distintas cantidades de calor para evitar congelarse, y no requieren el umbral de 500°C de un intercambiador de calor. Los heat Tubería usados con fines anticongelación solo necesitan estar al menos a 30°C para mantener caliente una entidad. Los heat Tubería no pierden calor al entorno en ese modo; solo pierden calor hacia las entidades que están calentando.

• Notas prácticas:
  • La caída de temperatura por cada Tubería térmica aumenta con la potencia transmitida; mantén los tramos cortos o reduce la potencia por línea para conservar la temperatura.
  • Usa la fórmula L = 500 / (1 + P/15) para estimar la longitud máxima de un tramo recto desde una fuente de calor hasta un Intercambiador de calor para una potencia dada.
  • Considera usar varios tramos paralelos para dividir la potencia y reducir la pérdida de temperatura por segmento.
  • Al usar reactores como conductores, ten en cuenta su mayor tamaño y su pérdida de temperatura por casilla más favorable a baja potencia, pero su peor comportamiento a potencias extremadamente altas.