Базові знання та точки проектування HeatPipe

Теплові трубки часто використовуються в сучасних теплотехнічних дизайнах, включаючи наші звичайні ноутбуки, ПК та мобільні телефони. При проектуванні теплової труби необхідно враховувати наступні фактори:

1. Теплове навантаження або тепло, яке потрібно передати

2. Робоча температура

3. Матеріал труби

4. Робоча рідина

5. Будова капілярів

6. Довжина і діаметр теплової труби

7. Довжина контакту зони випаровування

8. Довжина контакту зони компенсації

9. Напрям тяжіння

10. Вплив вигину і площинності теплових труб

Що таке капілярна структура? Як це впливає на продуктивність теплових трубок

Є чотири загальні капіляриТеплові трубиконструкції, включаючи канавки, дротяну сітку, спечений порошок, метал і волокно. Капілярна структура викладена на внутрішній стінці контейнера теплової трубки і дозволяє рідині текти від одного кінця теплової трубки до іншого за рахунок капілярної дії. Кожна капілярна структура має свої переваги і недоліки. Ідеальної капілярної структури не існує. Кожна капілярна структура має свою межу.

Конструкція канавки:Капілярна межа є найнижчою, але ефект найкращий, коли конденсатор розташований над випарником

Сіткаструктура:З найбільш однорідним бавовняним сердечником його принцип роботи спрямований на гравітацію, де випарник розташований над конденсатором.

Спечений порошокструктура:Ефект найкращий у напрямку сили тяжіння. Оскільки спечений порошковий металевий сердечник прикріплений до стінки труби за допомогою металу, його теплопровідність від стінки труби до серцевини або навпаки є найкращою з чотирьох поширених сердечників.

Метал аnd структура волокна:підходить для теплотрубки з малим радіусом вигину.

Як довжина і діаметр впливають на продуктивність теплової трубки

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 поширення пари, тому це необхідно враховувати при проектуванні теплової труби. Більша площа поперечного перерізу теплової труби (тобто більший діаметр теплової труби) дозволить передати більшу кількість пари від випарника до конденсатора. Площа поперечного перерізу теплової труби є прямою функцією від акустичної межі та межі захоплення теплової труби. Однак робоча температура теплової трубки також вплине на акустичну межу теплової трубки. Порівнявши тепловіддачу теплових труб різного діаметру. Видно, що теплова трубка передає більше тепла при вищій робочій температурі.

Швидкість, з якою робоча рідина повертається з конденсатора до випарника, контролюється капілярною межею і є зворотною функцією довжини теплової трубки. Довші теплові трубки передають менше тепла, ніж коротші теплові трубки.

Як напрямок сили тяжіння впливає на продуктивність теплових труб

Конструкція з високою капілярною межею може подолати силу тяжіння і перенести більше робочої рідини з конденсатора до випарника. Однак, як згадувалося раніше, теплопоглинач із спеченим порошковим металевим сердечником з найвищою капілярною межею найкраще працює в умовах сили тяжіння (випарник знаходиться над конденсатором).

Як вигин теплових труб впливає на продуктивність

Якщо радіус вигину занадто малий, буде пошкоджено шар спіканого порошкового металу або дротяної сітки. Таким чином, коліна теплової трубки може зменшити тепло, яке може передаватися. Результати експерименту показують, що якщо радіус вигину дорівнює або перевищує 3 рази, вигин не вплине на продуктивність.

Як товщина теплової трубки впливає на продуктивність

Якщо теплову трубку сплющено, межа звуку та межа захоплення буде зменшено відносно сплющеної товщини. Таким чином, надмірне сплющення теплової труби зменшить тепло, яке може передаватися, і навіть повністю заблокує проходження пари. Результати експерименту показують, що правильне сплющення не вплине на продуктивність, але надмірне сплющення вплине на продуктивність. Якщо товщина парового каналу після сплющення перевищує 2 мм, продуктивність не буде знижена в порівнянні з круглою трубою.

Як середня робоча температура впливає на продуктивність

Середня робоча температура теплової трубки вплине на продуктивність. Чим вище середня температура, тим краще продуктивність. Це пов’язано з меншою в’язкістю робочого тіла при більш високих температурах, що дозволяє більшій кількості робочої рідини протікати з випарника до масляного сердечника через конденсатор. При більш високих температурах робоча рідина також може переходити в газоподібний стан.

Чи надійна теплова труба

Теплові труби не мають рухомих частин і мають високу надійність. Однак при проектуванні та виготовленні теплових труб потрібно бути уважним. Надійність теплової труби знижують два фактори виробництва: герметичність і чистота. Будь-який витік в тепловій трубі в кінцевому підсумку призведе до виходу теплової трубки з ладу. Якщо внутрішню камеру не очистити ретельно, при нагріванні теплової трубки залишок виділить неконденсований газ і знизить продуктивність труби.