Загальне представлення конструкції теплових трубок
Міркування при проектуванні теплової труби
Теплові трубки широко використовуються в сучасних конструкціях розсіювання тепла, включаючи наші звичайні ноутбуки та мобільні телефони. При проектуванні теплової труби необхідно враховувати наступні фактори:
теплова трубка Qmax або джерело тепла.
робоча температура.
мідний матеріал.
робоча рідина .
Гнітова структура.
Довжина і діаметр теплової труби.
площа теплового контакту.
площа контакту конденсатора.
напрямок сили тяжіння.
Вплив вигину та площинності теплової труби.
Які матеріали можна використовувати для виготовлення теплових труб?
Теплова труба в основному металева безшовна сталева труба, і різні матеріали можуть використовуватися відповідно до різних потреб, таких як мідь, алюміній, вуглецева сталь, нержавіюча сталь, легована сталь тощо. Труба може бути стандартною круглою або спеціальної форми. овальні, квадратні, прямокутні, плоскі, гофровані труби тощо. Діаметр труби становить від 2 мм до 200 мм або навіть більше. Довжина може коливатися від кількох міліметрів до понад 100 метрів. У більшості дизайнерських рішень в якості сировини використовуються переважно мідь і алюміній. Кольорові метали використовують як труби в основному для забезпечення вимог сумісності з робочою рідиною.
Що таке гнітова структура? Як це впливає на продуктивність теплових трубок?
Структура канавки: капілярна межа є найнижчою, але ефект найкращий, коли конденсатор розташований над випарником.
Сітчаста структура: має найбільш однорідний бавовняний сердечник, а його принцип роботи полягає в тому, що випарник розташований над конденсатором.
Спечена структура: ефективність найкраща в напрямку сили тяжіння. Оскільки спечений порошковий металевий сердечник прикріплений до стінки труби через метал, його теплопровідність від стінки труби до сердечника або навпаки є найкращою з чотирьох звичайних сердечників.
Як довжина та діаметр теплової труби впливають на продуктивність?
Різниця тиску пари між конденсатором і випарником визначає швидкість поширення пари між конденсатором і випарником. Крім того, діаметр і довжина теплової труби впливатимуть на швидкість передачі пари, тому це необхідно враховувати при проектуванні теплової труби.
Як орієнтація впливає на продуктивність теплової трубки?
Структура з високою капілярною межею може подолати гравітацію та перенести більше робочої рідини від конденсатора до випарника. Однак, як згадувалося раніше, поглинач тепла з серцевиною зі спеченого порошкового металу з найвищим капілярним обмеженням найкраще працює в умовах із підтримкою сили тяжіння (випарник знаходиться над конденсатором), дивіться зображення нижче про орієнтацію сили тяжіння на продуктивність теплової трубки.
Як вигин теплової трубки впливає на продуктивність?
Якщо теплова трубка зігнута надто туго, гніт може тріснути (спікання металевого порошку) або зруйнуватися та бути затиснутим (дротяна сітка). Таким чином, вигин теплової труби може зменшити тепло, яке може передаватися. Результати експерименту показують, що якщо радіус вигину дорівнює або перевищує в 3 рази діаметр теплової труби, вигин явно не вплине на продуктивність.
Як сплющення впливає на продуктивність теплової труби?
Якщо теплову трубку сплюснути, товщина теплової труби зменшиться. Тому надмірне сплющення теплової труби зменшить тепло, яке може передаватися, і навіть повністю заблокує проходження пари. Результати експерименту показують, що належне зведення не вплине на продуктивність, але надмірне зведення вплине на продуктивність. Якщо товщина парового каналу після сплющення перевищує 2 мм, продуктивність не буде знижена порівняно з круглою трубою.
Як робоча температура теплової трубки впливає на продуктивність?
Робоча температура теплової трубки впливатиме на продуктивність теплової трубки. Чим вища температура, тим певною мірою краща продуктивність. Це пояснюється меншою в'язкістю робочої рідини при вищих температурах, що дозволяє більшій кількості робочої рідини надходити від випарника до масляного сердечника через конденсатор. При більш високих температурах робоча рідина також може переходити з більшої леткості в газоподібний стан.
Чи надійна теплова труба?
Теплова трубка не має рухомих частин і має дуже високу надійність. Однак необхідно бути обережним при проектуванні та виготовленні теплових труб. Надійність теплопроводу знижують два виробничі фактори: герметичність і чистота. Будь-який витік у теплопровідній трубці з часом призведе до її виходу з ладу. Деякі зовнішні чинники також можуть скоротити термін служби теплових трубок, наприклад падіння, вібрація, силовий вплив, термічний удар і корозійне середовище.
