Introducció comuna del disseny de heatpipe
Consideracions en el disseny de tubs de calor
Els tubs de calor s'utilitzen àmpliament en el disseny de dissipació tèrmica actual, inclosos els nostres ordinadors portàtils i telèfons mòbils habituals. Cal tenir en compte els factors següents en el disseny del tub de calor:
heatpipe Qmax o font de calor.
temperatura de treball.
material de coure.
fluid de treball.
Estructura de metxa.
Longitud i diàmetre del tub de calor.
zona de contacte amb la calor.
zona de contacte del condensador.
direcció de la gravetat.
Influència de la flexió i la planitud del tub de calor.
Quins materials es poden utilitzar per construir tubs de calor?
La canonada de calor és principalment una canonada metàl·lica d'acer sense soldadura, i es poden utilitzar diferents materials segons les diferents necessitats, com ara coure, alumini, acer al carboni, acer inoxidable, acer aliat, etc. La canonada pot ser rodona estàndard o amb forma especial. tub oval, quadrat, rectangular, pla, corrugat, etc. El diàmetre de la canonada oscil·la entre 2 mm i 200 mm o fins i tot més gran. La longitud pot variar des d'uns pocs mil·límetres fins a més de 100 metres. El coure i l'alumini s'utilitzen principalment com a matèries primeres en la majoria de solucions de disseny. Els metalls no ferrosos s'utilitzen com a canonades principalment per complir els requisits de compatibilitat amb el fluid de treball.
Què és l'estructura de la metxa? Com afecta el rendiment de les canonades de calor?
Estructura de la ranura: el límit capil·lar és el més baix, però l'efecte és el millor quan el condensador es troba per sobre de l'evaporador.
Estructura de malla: té el nucli de cotó més uniforme i el seu principi de funcionament és que l'evaporador es troba a sobre del condensador.
Estructura sinteritzada: el rendiment és millor en la direcció de la gravetat. Com que el nucli de metall en pols sinteritzat s'uneix a la paret de la canonada a través del metall, la seva conducció de calor des de la paret de la canonada fins al nucli o viceversa és el millor dels quatre nuclis comuns.
Com afecten la longitud i el diàmetre del tub de calor al rendiment?
La diferència de pressió de vapor entre el condensador i l'evaporador determina la velocitat de propagació del vapor entre el condensador i l'evaporador. A més, el diàmetre i la longitud del tub de calor afectaran la velocitat de transmissió del vapor, per la qual cosa s'ha de tenir en compte en el disseny del tub de calor.
Com afecta l'orientació al rendiment del tub de calor?
L'estructura amb límit capil·lar elevat pot superar la gravetat i transferir més fluid de treball del condensador a l'evaporador. Tanmateix, com s'ha esmentat anteriorment, l'absorbidor de calor del nucli de pols metàl·lic sinteritzat amb el límit capil·lar més alt funciona millor en condicions assistides per gravetat (l'evaporador està per sobre del condensador), vegeu les imatges següents sobre l'orientació de la gravetat al rendiment del tub de calor.
Com afecta el rendiment de la flexió del tub de calor?
Si el tub de calor es doblega massa ajustat, la metxa pot trencar-se (sinterització en pols de metall) o col·lapsar-se i subjectar-se (malla de filferro). Per tant, la flexió del tub de calor pot reduir la calor que es pot transmetre. Els resultats experimentals mostren que si el radi de flexió és igual o superior a 3 vegades el diàmetre del tub de calor, la flexió no afectarà el rendiment òbviament.
Com afecta l'aplanament al rendiment del tub de calor?
Si el tub de calor s'aplana, el gruix del tub de calor es reduirà. Per tant, un aplanament excessiu del tub de calor reduirà la calor que es pot transmetre i fins i tot bloquejarà completament el pas del vapor. Els resultats experimentals mostren que un aplanament adequat no afectarà el rendiment, però un aplanament excessiu afectarà el rendiment. Si el gruix del canal de vapor després de l'aplanament és superior a 2 mm, el rendiment no es reduirà en comparació amb la canonada circular.
Com afecta la temperatura de treball del tub de calor al rendiment?
La temperatura de treball del tub de calor afectarà el rendiment del tub de calor. Com més alta sigui la temperatura, millor serà el rendiment fins a cert punt. Això es deu a la menor viscositat del fluid de treball a temperatures més altes, que permet que flueixi més fluid de treball des de l'evaporador al nucli d'oli a través del condensador. A temperatures més altes, el fluid de treball també pot tornar-se més volàtil en estat gasós.
El tub de calor és fiable?
El tub de calor no té peces mòbils i té una fiabilitat molt alta. No obstant això, cal tenir cura en el disseny i fabricació de tubs de calor. Dos factors de fabricació reduiran la fiabilitat del tub de calor: l'estanquitat i la neteja. Qualsevol fuita a la canonada de calor eventualment farà que la canonada de calor falli. Alguns factors externs també poden escurçar la vida útil dels tubs de calor, com ara caiguda, vibració, impacte de força, xoc tèrmic i ambient corrosiu.
