Перепад тиску в парофій фазі
Перепад тиску у паровій фазу буде сумою перепадів тиску в 3-х зонах:
у випаровувачі
на адіабатній ділянці
у конденсаторі
Проблема розрахунку – має радіальну складову потоків пари, пов’язаними із випаровуванням і конденсацією.
Для характеристики цієї складової зручно ввести додаткове число Re – радіальне число Rr
– радіус поверхні гноту; – швидкість;
Число Rr буде позитивним в зоні випаровування і від’ємним в зоні конденсації і для більшості теплових трубок Rr=1÷100
Пов'язаний зі зміною масової витрати за одиницю довжини.
За постійної швидкості випаровування і конденсації аксіальний і радіальний Re пов’язані між собою
–
відстань від кінця зони випаровування
або конденсації
Для ламінарної течії коли перепад тиску на ділянці довжиною l обумовлений дією в’язкісних сил дорівнює кінетичному напору, тоді
–
радіус.
Якщо підставити в цей вираз вираз попередній замість z взяти l, тоді
Re=8
Для сумішей повітря – водяна пара використовується співвідношення, при чому ρ і Ср – відповідно густина і теплоємність повітря.
Нестислива течія пари
Пара як нестислива рідина – припущення дозволяє значно спростити підхід. Швидкість пари досить мала у порівнянні зі швидкістю звуку.
Градієнт тиску у зоні випаровування виконує дві функціїї: 1)Прискорює пару яка виступає у зоні випаровується до швидкості W.
Частка
градієнта тиску – інерційна складова
під
цим перепадом тиску пара розганяється
до швидкості W.
2)
– вязкісна складова (частина градієнта
йде на подолання
сил тертя на поверхні гноту.
Величину вязкісної компоненти можна визначити через інтегрування рівняння Пуазеля:
Аналогічний підхід може бути використаний для зони конденсації.
Таким чином інерційна складова стає від’ємною і в зоні конденсаціх відбувається відновлення тиску.
В межах простої теорії ці дві інерційні складові в зоні випаровування і в зоні конденсації компенсують одна одну і повний перепад тиску парової фази буде пов’язаний виключно з в’язкістю складового.
Адіабатна ділянка – повний перепад тиску парової фази, зміщує тільки в’язкісну складову ,яка визначена або рівнянням Пуазеля або рівнянням Фанінга.
Для ламінарної течії
Турбулентний режим:
Для ламінарного випадку і відсутності відновлення інерційної складової
Для ламінарного випадку і повного відновлення інерційної складової
Гравітаційний перепад тиску – гравітаційний напір
Різниця тиску обумовлена гідростатичним напором рідини, може бути як і позитивною так і негативною. В залежності від розташування у просторі випаровувача і конденсатора.
–
довжина труби; 
– кут між віссю теплової труби і
горизонталлю; 
,
якщо конденсатор розташований нижче
випаровувала.
Зрив рідини
У тепловій трубі пара тече в напрямку від випаровувача і конденсатора, а рідина тече на зустріч гнотом. Існує контакт між паровою фазою і рідиною, в місті контакту виникає напруження величини якого залежить від властивості пари. Результатом може бути зрив рідини і її переміщення у кінець конденсатора. Зривання рідини буде перешкоджати нормальній роботі труби і є одним з обмежуючих факторів.
Зручним параметром, що визначає інтенсивність зривання рідини є число Вебера, яке характеризую співвідношення між інерційними силами і силами поверхневого натягу
– розмір, що характеризує поверхню розділу фаз.
Для теплової труби з гнотом значення пов’язане з характерами гноту. Вважається, що зривання рідини матиме місце коли W=1, це припущення фактично визначає число z.
,
то тоді граничний потік енергії
обумовлений зриванням рідини
–
міра якості схильності потоку рідини
до зривання.
Параметр якості
Таким чином ми визначим всі обмеження максимальної аксіальної передаючої здатності теплової труби. Таким чином необхідно щоб на діаграмі теплової труби витрати робочої точки знаходимо нижче кривих обмежень.
Для конструктивно різних труб цей діапазон буде суттєво відрізнятися. Якщо знехтувати перепадом тиску паровій фазі і гравітаційним напором, то тоді величини що величини що визначають максимальну теплопередаційну здатність труби менша.
–
густина;
– поверхневий натяг;
– теплота пароутворення; 
– в’язкість.
Не зважаючи на те, що теплова труба має дуже високу аксіальну теплопровідність в ній існують радіальні перепади температур у випаровувачі і конденсаторі.