Il tubo termico tubo termico è un tipo di elemento di trasferimento del calore, che sfrutta appieno il principio della conduzione del calore e le proprietà di trasferimento rapido del calore del mezzo di raffreddamento. conduttività termica.
Nel 1963, la tecnologia dei tubi di calore fu inventata da George Grover del Los Alamos National Laboratory.
Il tubo termico è una sorta di elemento di trasferimento del calore, che sfrutta appieno il principio della conduzione del calore e le proprietà di trasferimento rapido del calore del mezzo di raffreddamento. conduttività termica.
La tecnologia dei tubi di calore è stata utilizzata in passato nei settori aerospaziale, militare e in altri settori. Da quando è stato introdotto nel settore della produzione di radiatori, le persone hanno cambiato il modo di progettare i radiatori tradizionali e si sono sbarazzati della tradizionale modalità di dissipazione del calore che si basa esclusivamente su ventole ad alto volume per ottenere una migliore dissipazione del calore.
Adotta invece una nuova modalità di raffreddamento con ventola a bassa velocità, basso volume d'aria e tecnologia heat pipe.
La tecnologia dei tubi di calore ha offerto un'opportunità all'era tranquilla dei computer ed è stata ampiamente utilizzata in altri campi elettronici.
Come funzionano i tubi di calore?
Il principio di funzionamento del tubo termico è: ogni volta che c'è una differenza di temperatura, si verificherà inevitabilmente il fenomeno del trasferimento di calore dall'alta temperatura alla bassa temperatura. Il tubo di calore utilizza il raffreddamento evaporativo, in modo che la differenza di temperatura tra le due estremità del tubo di calore sia molto ampia, in modo che il calore venga condotto rapidamente. Il calore della fonte di calore esterna aumenta la temperatura del mezzo di lavoro liquido attraverso la conduzione termica della parete del tubo della sezione di evaporazione e del nucleo assorbente liquido riempito con il mezzo di lavoro; la temperatura del liquido aumenta e la superficie del liquido evapora fino a raggiungere la pressione di vapore saturo. modo di passare al vapore. Il vapore scorre verso l'altra estremità sotto una piccola differenza di pressione, rilascia calore e si condensa nuovamente in liquido, e il liquido rifluisce nella sezione di evaporazione lungo il materiale poroso mediante forza capillare. Questo ciclo è rapido e il calore può essere continuamente allontanato.
Caratteristiche tecniche Heat Pipe
·Effetto di conduzione del calore ad alta velocità. Struttura leggera e semplice
·Distribuzione uniforme della temperatura, può essere utilizzata per temperatura uniforme o azione isotermica.·Grande capacità di trasferimento del calore. Lunga distanza di trasferimento del calore.
·Non sono presenti componenti attivi e non consuma energia in sé.
·Non vi è alcuna restrizione sulla direzione del trasferimento di calore, l'estremità di evaporazione e l'estremità di condensazione possono essere scambiate. ·Facile da lavorare per cambiare la direzione del trasferimento di calore.
Durevole, di lunga durata, affidabile, facile da riporre e conservare. Perché la tecnologia dei tubi di calore ha prestazioni così elevate? Dobbiamo considerare questo problema da un punto di vista termodinamico.
L'assorbimento e il rilascio di calore degli oggetti sono relativi e ogni volta che c'è una differenza di temperatura, si verificherà inevitabilmente il fenomeno del trasferimento di calore dall'alta temperatura alla bassa temperatura.
Esistono tre modi di trasferimento del calore: irraggiamento, convezione e conduzione, tra i quali la conduzione del calore è la più veloce.
Il tubo di calore utilizza il raffreddamento evaporativo per rendere molto ampia la differenza di temperatura tra le due estremità del tubo di calore, in modo che il calore possa essere condotto rapidamente.
Un tipico tubo termico è costituito da un guscio del tubo, uno stoppino e un cappuccio terminale.
Il metodo di produzione consiste nel pompare l'interno del tubo ad una pressione negativa di 1,3×(10-1~10-4)Pa e quindi riempirlo con una quantità adeguata di liquido di lavoro, in modo che il capillare il materiale poroso del nucleo di assorbimento del liquido vicino alla parete interna del tubo viene riempito di liquido e quindi sigillato.
Il punto di ebollizione del liquido diminuisce sotto pressione negativa ed è facile da volatilizzare. La parete del tubo è dotata di uno stoppino che assorbe i liquidi, composto da materiali porosi capillari.
Materiale del tubo di calore e fluido di lavoro comune
Un'estremità del tubo termico è l'estremità di evaporazione e l'altra estremità è l'estremità di condensazione.
Quando una sezione del tubo termico viene riscaldata, il liquido nel capillare evapora rapidamente e il vapore scorre verso l'altra estremità sotto una piccola differenza di pressione, rilascia calore e si condensa nuovamente in liquido.
Il liquido ritorna alla sezione di evaporazione lungo il materiale poroso per forza capillare e il ciclo è infinito. Il calore viene trasferito da un'estremità del tubo termico all'altra estremità. Questo ciclo viene eseguito rapidamente e il calore può essere condotto in modo continuo.
Sei processi associati di trasferimento di calore nei tubi di calore
1. Il calore viene trasferito dalla fonte di calore all'interfaccia (liquido-vapore) attraverso la parete del tubo di calore e lo stoppino riempito con liquido di lavoro;
2. Il liquido evapora sull'interfaccia (liquido-vapore) nella sezione di evaporazione, e 3. Il vapore nella camera di vapore scorre dalla sezione di evaporazione alla sezione di condensazione;
4. Il vapore si condensa sull'interfaccia vapore-liquido nella sezione di condensazione;
5. Il calore viene trasferito dall'interfaccia (vapore-liquido) alla fonte fredda attraverso lo stoppino, il liquido e la parete del tubo;
6. Nello stoppino, il liquido di lavoro condensato viene restituito alla sezione di evaporazione grazie all'azione capillare.
Struttura interna del tubo termico
Lo strato poroso sulla parete interna del tubo termico ha molte forme, le più comuni sono: sinterizzazione di polvere metallica, scanalatura, rete metallica, ecc.
1.Struttura delle scorie calde
Letteralmente, la struttura interna di questo tubo termico è come bricchette carbonizzate o scorie calde.
Nella parete interna apparentemente ruvida, ci sono tutti i tipi di piccoli fori, sono come capillari sul corpo umano, il liquido nel tubo di calore si sposta in questi piccoli fori, formando una forte forza di sifone.
In effetti, il processo di realizzazione di un simile tubo termico è relativamente complicato. La polvere di rame viene riscaldata ad una certa temperatura. Prima che sia completamente sciolto, il bordo frontale delle particelle di polvere di rame si scioglierà e aderirà alla polvere di rame circostante, formando così ciò che vedi ora. alla struttura cava.
Dall'immagine potresti pensare che sia molto morbida, ma in realtà queste scorie calde non sono né morbide né sciolte, ma molto resistenti.
Poiché è una sostanza riscaldata dalla polvere di rame ad alta temperatura, dopo il raffreddamento ripristina la struttura dura originale del metallo.
Inoltre, dal punto di vista della produzione, il costo di produzione del tubo termico con questo processo e struttura è relativamente elevato.
2. Struttura della scanalatura
La struttura interna di questo tubo termico è progettata come fosse parallele.
Agisce anche come capillari e il liquido di ritorno viene rapidamente condotto nel tubo termico attraverso queste scanalature.
Tuttavia, a seconda della precisione e della finezza della fessura, del livello del processo e della direzione della scanalatura, ecc., avrà un grande impatto sulla dissipazione del calore del tubo termico.
Dal punto di vista dei costi di produzione, la produzione di questo tubo termico è relativamente semplice, più facile da produrre e relativamente economica da produrre.
Tuttavia, la tecnologia di lavorazione della scanalatura del tubo termico è più impegnativa. In generale, la soluzione migliore è seguire la direzione del ritorno del liquido, quindi in teoria l'efficienza di dissipazione del calore non è così elevata come la prima.
3. Reti metalliche multiple
Sempre più radiatori a tubi di calore utilizzano questo design a rete multimetallica. Dall'immagine si può facilmente vedere che il materiale flocculante all'interno del tubo di calore è come un cappello di paglia rotto.
- Generalmente, l'interno di questo tubo termico è un tessuto metallico costituito da fili di rame. Ci sono molti spazi tra i piccoli fili di rame, ma la struttura del tessuto non consente al tessuto di dislocarsi e bloccare il tubo di calore.
Dal punto di vista dei costi, la struttura interna di questo tubo termico è relativamente semplice ed è anche più semplice da produrre.
Per riempire questi tessuti a rete multimetallica è necessario solo un normale tubo di rame. In teoria, l'effetto di dissipazione del calore non è buono come i due precedenti.
