Come funzionano i tubi di calore

L' heat pipe è un tipo di elemento di trasferimento del calore, che sfrutta appieno il principio della conduzione del calore e le proprietà di trasferimento del calore rapido delmezzo di raffreddamento.conducibilità termica.

Nel 1963, la tecnologia dei tubi di calore è stata inventata da George Grover del Los Alamos National Laboratory.

L'heat pipe è una sorta di elemento di trasferimento del calore, che sfrutta appieno il principio della conduzione del calore e le proprietà di trasferimento del calore rapido del mezzo di raffreddamento.conducibilità termica.

La tecnologia dei tubi di calore è stata utilizzata in precedenza nei settori aerospaziale, militare e di altro tipo.Da quando è stato introdotto nell'industria manifatturiera dei radiatori, le persone hanno cambiato il design pensando ai 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.

Invece, adotta una nuova modalità di raffreddamento con ventola a bassa velocità e 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 condotto termico è: ogniqualvolta si verifica 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 per evaporazione, 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 del calore 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 all'altra estremità sotto una piccola differenza di pressione, rilascia calore e condensa nuovamente in liquido, e il liquido ritorna alla sezione di evaporazione lungo il materiale poroso per forza capillare.Questo ciclo è rapido e il calore può essere continuamente dissipato.

Caratteristiche tecniche del tubo di calore

·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 ci sono componenti attivi e non consuma energia da solo.

·Non ci sono restrizioni sulla direzione del trasferimento di calore, l'estremità di evaporazione e l'estremità di condensazione possono essere scambiate.·Facile da elaborare per cambiare la direzione del trasferimento di calore.

Resistente, 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 di calore 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 da alta temperatura a bassa temperatura.

Esistono tre modi di trasferimento del calore: irraggiamento, convezione e conduzione, tra cui la conduzione del calore è la più veloce.

Il condotto termico utilizza il raffreddamento per evaporazione per rendere molto ampia la differenza di temperatura tra le due estremità del condotto termico, in modo che il calore possa essere condotto rapidamente.

Un tipico condotto termico è costituito da un guscio tubolare, uno stoppino e un cappuccio terminale.

Il metodo di produzione consiste nel pompare l'interno del tubo a 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 ilil materiale poroso capillare 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 volatilizzarsi.La parete del tubo ha uno stoppino che assorbe i liquidi, composto da materiali porosi capillari.

Materiale del tubo di calore e fluido di lavoro comune

Un'estremità del condotto termico è l'estremità di evaporazione e l'altra estremità è l'estremità di condensazione.

Quando una sezione del condotto termico viene riscaldata, il liquido nel capillare evapora rapidamente e il vapore scorre all'altra estremità con una piccola differenza di pressione, rilascia calore e 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 di calore all'altra estremità.Questo ciclo viene eseguito rapidamente e il calore può essere condotto continuamente.

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 condotto termico 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 condensa sull'interfaccia vapore-liquido nella sezione di condensazione;

5.Il calore viene trasferito dall'interfaccia (vapore-liquido) alla sorgente 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 per azione capillare.

Struttura interna del condotto termico

Lo strato poroso sulla parete interna del condotto 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 condotto termico è come bricchetti carbonizzati o scorie calde.

Nella parete interna apparentemente ruvida, ci sono tutti i tipi di minuscoli fori, sono come capillari sul corpo umano, il liquido nel tubo di calore si muoverà in questi piccoli fori, formando una forte forza di sifone.

In effetti, il processo di realizzazione di un tale condotto termico è relativamente complicato.La polvere di rame viene riscaldata a una certa temperatura.Prima che si sciolga completamente, 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.

Dalla foto, potresti pensare che sia molto morbido, ma in realtà queste scorie calde non sono né morbide né sciolte, ma molto resistenti.

Poiché è una sostanza riscaldata da polvere di rame ad alta temperatura, dopo essersi raffreddati ripristinano la consistenza dura originaria del metallo.

Inoltre, dal punto di vista della produzione, il costo di produzione del condotto termico con questo processo e struttura è relativamente alto.

2.Struttura della scanalatura

La struttura interna di questo condotto termico è progettata come trincee parallele.

Funziona anche come capillari e il liquido di ritorno viene rapidamente condotto nel condotto termico attraverso queste scanalature.

Tuttavia, in base alla precisione e finezza della fessura, in base al livello di processo e alla direzione della scanalatura, ecc., avrà un grande impatto sulla dissipazione del calore del tubo di calore.

Dal punto di vista del costo di produzione, la fabbricazione di questo tubo di calore è relativamente semplice, più facile da produrre e relativamente poco costosa da produrre.

Tuttavia, la tecnologia di lavorazione della scanalatura del tubo di calore è più impegnativa.In generale, è il miglior progetto per seguire la direzione del ritorno del liquido, quindi teoricamente parlando, l'efficienza di dissipazione del calore non è così alta come la prima.

3.Reti metalliche multiple

Un numero sempre maggiore di radiatori a tubo di calore utilizza questo design a rete multi-metallo.Dall'immagine, puoi 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 di calore è un tessuto metallico fatto di fili di rame.Ci sono molti spazi tra i piccoli fili di rame, ma la struttura del tessuto non consentirà al tessuto di dislocarsi e bloccare il tubo di calore.

Dal punto di vista dei costi, la struttura interna di questo condotto termico è relativamente semplice ed è anche più semplice da produrre.

È necessario un solo tubo di rame ordinario per riempire questi tessuti a rete multi-metallo.In teoria, l'effetto di dissipazione del calore non è buono come i due precedenti.