Tepelná trubice je druh teplosměnného prvku, který plně využívá principu vedení tepla a vlastností rychlého přenosu tepla chladicího média. tepelná vodivost.
V roce 1963 vynalezl technologii tepelných trubic George Grover z Los Alamos National Laboratory.
Tepelná trubice je druh teplosměnného prvku, který plně využívá principu vedení tepla a vlastností rychlého přenosu tepla chladicího média. tepelná vodivost.
Technologie tepelných trubic se již dříve používala v leteckém, vojenském a jiném průmyslu. Od doby, kdy byl zaveden do průmyslu výroby radiátorů, lidé změnili designové myšlení tradičních radiátorů a zbavili se tradičního režimu odvodu tepla, který se spoléhá pouze na velkoobjemové ventilátory, aby dosáhl lepšího odvodu tepla.
Místo toho využívá nový režim chlazení s nízkou rychlostí, ventilátorem s nízkým objemem vzduchu a technologií heatpipe.
Technologie tepelných trubic přinesla příležitost do tiché éry počítačů a byla široce používána v jiných elektronických oborech.
Jak fungují tepelné trubice?
Princip činnosti tepelné trubice je: kdykoli dojde k teplotnímu rozdílu, nevyhnutelně dojde k jevu přenosu tepla z vysoké teploty na nízkou. Tepelná trubice využívá chlazení odpařováním, takže teplotní rozdíl mezi dvěma konci tepelné trubice je velmi velký, takže teplo je rychle vedeno. Teplo vnějšího zdroje tepla zvyšuje teplotu kapalného pracovního média vedením tepla stěnou trubky odpařovací sekce a jádrem absorbujícím kapalinu naplněným pracovním médiem; teplota kapaliny stoupá a povrch kapaliny se odpařuje, dokud nedosáhne tlaku nasycených par. způsob, jak přejít do páry. Pára proudí na druhý konec pod malým tlakovým rozdílem, uvolňuje teplo a opět kondenzuje na kapalinu a kapalina proudí kapilární silou zpět do odpařovací sekce podél porézního materiálu. Tento cyklus je rychlý a teplo může být nepřetržitě odváděno pryč.
Technické vlastnosti tepelného potrubí
·Účinek vysokorychlostního vedení tepla. Nízká hmotnost a jednoduchá konstrukce
·Rovnoměrné rozložení teploty, lze použít pro rovnoměrnou teplotu nebo izotermické působení.·Velká kapacita přenosu tepla. Dlouhá vzdálenost přenosu tepla.
·Neobsahuje žádné aktivní součásti a sám nespotřebovává energii.
·Neexistuje žádné omezení směru přenosu tepla, vypařovací konec a kondenzační konec lze zaměnit. · Snadné zpracování pro změnu směru přenosu tepla.
Odolný, dlouhá životnost, spolehlivý, snadno se skladuje a udržuje. Proč má technologie heatpipe tak vysoký výkon? Musíme se na tento problém podívat z termodynamického hlediska.
Absorpce tepla a uvolňování tepla objekty jsou relativní, a kdykoli dojde k teplotnímu rozdílu, nevyhnutelně dojde k jevu přenosu tepla z vysoké teploty na nízkou.
Existují tři způsoby přenosu tepla: sálání, konvekce a vedení, mezi nimiž je vedení tepla nejrychlejší.
Tepelná trubice využívá chlazení odpařováním, aby byl teplotní rozdíl mezi dvěma konci tepelné trubice velmi velký, takže teplo lze rychle odvádět.
Typická tepelná trubice se skládá z pláště trubky, knotu a koncovky.
Výrobní metoda spočívá v načerpání vnitřku trubice na podtlak 1,3×(10-1~10-4)Pa a poté naplnění přiměřeným množstvím pracovní kapaliny tak, aby kapilára porézní materiál jádra absorbujícího kapalinu v blízkosti vnitřní stěny trubice je naplněn kapalinou a poté utěsněn.
Bod varu kapaliny pod podtlakem klesá a lze ji snadno odpařit. Stěna trubky má kapalinu absorbující knot, který je složen z kapilárně porézních materiálů.
Materiál tepelné trubky a běžná pracovní kapalina
Jeden konec tepelné trubice je odpařovací konec a druhý konec je kondenzační konec.
Když je jedna část tepelné trubice zahřátá, kapalina v kapiláře se rychle odpařuje a pára proudí na druhý konec pod malým tlakovým rozdílem, uvolňuje teplo a znovu kondenzuje na kapalinu.
Kapalina proudí zpět do odpařovací sekce podél porézního materiálu kapilární silou a cyklus je nekonečný. Teplo se přenáší z jednoho konce tepelné trubice na druhý konec. Tento cyklus se provádí rychle a teplo může být vedeno nepřetržitě.
Šest souvisejících procesů přenosu tepla v tepelných trubicích
1. Teplo se přenáší ze zdroje tepla na rozhraní (kapalina-pára) přes stěnu tepelné trubice a knot naplněný pracovní kapalinou;
2. Kapalina se odpařuje na rozhraní (kapalina-pára) v odpařovací sekci a 3. Pára v parní komoře proudí z odpařovací sekce do kondenzační sekce;
4. Pára kondenzuje na rozhraní pára-kapalina v kondenzační sekci;
5. Teplo je přenášeno z rozhraní (pára-kapalina) ke zdroji chladu přes knot, kapalinu a stěnu trubky;
6. V knotu se zkondenzovaná pracovní kapalina vrací zpět do odpařovací sekce v důsledku kapilárního působení.
Vnitřní struktura tepelné trubice
Porézní vrstva na vnitřní stěně tepelné trubice má mnoho podob, ty běžnější jsou: slinování kovového prášku, drážka, kovová síť atd.
1. Struktura horké strusky
Vnitřní struktura této tepelné trubice je doslova jako spálené brikety nebo žhavá struska.
Ve zdánlivě hrubé vnitřní stěně jsou nejrůznější drobné dírky, jsou jako kapiláry na lidském těle, kapalina v tepelné trubici se v těchto malých dírkách pohybuje a vytváří silnou sifonovou sílu.
Ve skutečnosti je proces výroby takové tepelné trubice poměrně komplikovaný. Měděný prášek se zahřeje na určitou teplotu. Než se zcela roztaví, čelní okraj částic měděného prášku se nejprve roztaví a přilne k okolnímu měděnému prášku, čímž vytvoří to, co nyní vidíte. do duté konstrukce.
Z obrázku si můžete myslet, že je velmi měkký, ale ve skutečnosti tato horká struska není ani měkká, ani sypká, ale velmi pevná.
Protože se jedná o látku zahřátou měděným práškem na vysokou teplotu, po vychladnutí obnoví původní tvrdou texturu kovu.
Navíc z výrobního hlediska jsou výrobní náklady na tepelnou trubici s tímto procesem a strukturou relativně vysoké.
2. Struktura drážky
Vnitřní struktura této tepelné trubice je navržena jako paralelní příkopy.
Funguje také jako kapiláry a vracející se kapalina je rychle vedena v tepelné trubici těmito drážkami.
Nicméně v závislosti na přesnosti a jemnosti štěrbiny, v závislosti na úrovni procesu a směru drážky atd. to bude mít velký vliv na odvod tepla tepelné trubice.
Z hlediska výrobních nákladů je výroba této tepelné trubice relativně jednoduchá, jednodušší na výrobu a relativně levná na výrobu.
Technologie zpracování drážky heatpipe je však náročnější. Obecně řečeno, je nejlepším návrhem sledovat směr návratu kapaliny, takže teoreticky není účinnost rozptylu tepla tak vysoká jako u prvního.
3. Více kovových sítí
Stále více a více běžných radiátorů s tepelnými trubicemi používá tento design z mnoha kovových sítí. Z obrázku můžete snadno vidět, že vločkovitá hmota uvnitř tepelné trubice je jako zlomený slaměný klobouk.
– Obecně je vnitřek této tepelné trubice kovová tkanina vyrobená z měděných drátů. Mezi malými měděnými dráty je mnoho mezer, ale struktura tkaniny nedovolí, aby se tkanina posunula a zablokovala tepelnou trubici.
Z hlediska nákladů je vnitřní struktura této tepelné trubice relativně jednoduchá a je také jednodušší na výrobu.
K naplnění těchto vícekovových síťovin je potřeba pouze jedna obyčejná měděná trubka. Teoreticky není efekt rozptylu tepla tak dobrý jako u předchozích dvou.
