Тепловая трубка представляет собой своего рода элемент теплопередачи, в котором в полной мере используется принцип теплопроводности и свойства быстрой теплопередачи охлаждающей среды. теплопроводность.
В 1963 году технология тепловых трубок была изобретена Джорджем Гровером из Национальной лаборатории Лос-Аламоса.
Тепловая трубка представляет собой своего рода элемент теплопередачи, в котором в полной мере используется принцип теплопроводности и свойства быстрой теплопередачи охлаждающей среды. теплопроводность.
Технология тепловых трубок ранее использовалась в аэрокосмической, военной и других отраслях промышленности. С тех пор, как он был внедрен в индустрию производства радиаторов, люди изменили подход к проектированию традиционных радиаторов и избавились от традиционного режима рассеивания тепла, в котором для достижения лучшего рассеивания тепла используются исключительно мощные вентиляторы.
Вместо этого он использует новый режим охлаждения с низкоскоростным вентилятором с малым объемом воздуха и технологией тепловых трубок.
Технология тепловых трубок открыла новые возможности в спокойную эпоху компьютеров и широко используется в других областях электроники.
Как работают тепловые трубки?
Принцип работы тепловой трубки таков: всякий раз, когда возникает разница температур, неизбежно происходит явление теплопередачи от высокой температуры к низкой температуре. В тепловой трубке используется испарительное охлаждение, поэтому разница температур между двумя концами тепловой трубки очень велика, поэтому тепло передается быстро. Тепло внешнего источника тепла повышает температуру жидкой рабочей среды за счет теплопроводности стенки трубы испарительной секции и жидкостной абсорбирующей сердцевины, заполненной рабочей средой; температура жидкости повышается, и поверхность жидкости испаряется, пока не достигнет давления насыщенного пара. способ перехода в пар. Пар перетекает на другой конец под небольшой разницей давлений, выделяет тепло и снова конденсируется в жидкость, а жидкость под действием капиллярной силы стекает обратно в секцию испарения по пористому материалу. Этот цикл быстрый, и тепло можно отводить непрерывно.
Технические характеристики тепловой трубки
·Эффект высокоскоростной теплопроводности. Легкий вес и простая конструкция
·Равномерное распределение температуры, может использоваться для равномерной температуры или изотермического действия. ·Большая способность теплопередачи. Большая дистанция теплопередачи.
·Нет активных компонентов и сам не потребляет электроэнергию.
·Нет ограничений на направление теплопередачи, испаряющий конец и конденсирующий конец можно менять местами. ·Легко обрабатывать для изменения направления теплопередачи.
Прочный, долговечный, надежный, простой в хранении и хранении. Почему технология тепловых трубок имеет такую высокую производительность? Нам следует взглянуть на эту проблему с термодинамической точки зрения.
Поглощение тепла и тепловыделение объектов относительны, и всякий раз, когда существует разница температур, неизбежно происходит явление теплопередачи от высокой температуры к низкой температуре.
Существует три способа передачи тепла: излучение, конвекция и проводимость, среди которых теплопроводность является самой быстрой.
В тепловой трубке используется испарительное охлаждение, благодаря чему разница температур между двумя концами тепловой трубки становится очень большой, что позволяет быстро отводить тепло.
Типичная тепловая трубка состоит из оболочки трубки, фитиля и торцевой крышки.
Метод производства заключается в накачивании внутренней части трубки до отрицательного давления 1,3×(10-1~10-4)Па, а затем заполнении ее соответствующим количеством рабочей жидкости, чтобы капилляр пористый материал ядра поглощения жидкости вблизи внутренней стенки трубки заполняется жидкостью и затем герметизируется.
Температура кипения жидкости снижается при отрицательном давлении, и она легко улетучивается. Стенка трубки имеет поглощающий жидкость фитиль, состоящий из капиллярно-пористых материалов.
Материал тепловых трубок и общая рабочая жидкость
Один конец тепловой трубки является испаряющим, а другой конец — конденсирующим.
Когда одна секция тепловой трубы нагревается, жидкость в капилляре быстро испаряется, а пар перетекает на другой конец под небольшой разницей давлений, выделяет тепло и снова конденсируется в жидкость.
Жидкость течет обратно в секцию испарения вдоль пористого материала под действием капиллярной силы, и цикл бесконечен. Тепло передается от одного конца тепловой трубки к другому концу. Этот цикл осуществляется быстро, и тепло может проводиться непрерывно.
Шесть сопутствующих процессов теплопередачи в тепловых трубках
1. Передача тепла от источника тепла к границе раздела (жидкость-пар) через стенку тепловой трубки и фитиль, заполненный рабочей жидкостью;
2. Жидкость испаряется на границе раздела (жидкость-пар) в секции испарения, и 3. Пар в паровой камере течет из секции испарения в секцию конденсации;
4. Пар конденсируется на границе раздела пар-жидкость в секции конденсации;
5. Тепло передается от границы раздела (пар-жидкость) к источнику холода через фитиль, жидкость и стенку трубки;
6. В фитиле сконденсированная рабочая жидкость возвращается в секцию испарения за счет капиллярного действия.
Внутренняя конструкция тепловой трубы
Пористый слой на внутренней стенке тепловой трубы имеет множество форм, наиболее распространенными являются: спекание металлическим порошком, канавка, металлическая сетка и т. д.
1. Конструкция из горячего шлака
Буквально внутренняя структура этой тепловой трубы подобна обугленным брикетам или горячему шлаку.
В, казалось бы, грубой внутренней стенке есть всевозможные крошечные отверстия, они подобны капиллярам на человеческом теле, жидкость в тепловой трубке перемещается в этих маленьких отверстиях, образуя сильную сифонную силу.
На самом деле процесс изготовления такой тепловой трубки относительно сложен. Медный порошок нагревают до определенной температуры. Прежде чем он полностью расплавится, передний край частиц медного порошка сначала расплавится и прилипнет к окружающему медному порошку, образуя то, что вы видите сейчас. к полой конструкции.
Судя по картинке, можно подумать, что он очень мягкий, но на самом деле этот горячий шлак не мягкий и не рыхлый, а очень прочный.
Поскольку это вещество, нагретое медным порошком при высокой температуре, после охлаждения оно восстанавливает первоначальную твердую текстуру металла.
Кроме того, с точки зрения производства стоимость изготовления тепловой трубы с использованием этого процесса и конструкции относительно высока.
2. Конструкция с пазами
Внутренняя структура этой тепловой трубы выполнена в виде параллельных траншей.
Он также действует как капилляры, и возвращающаяся жидкость быстро переносится в тепловую трубку через эти канавки.
Однако в зависимости от точности и тонкости паза, уровня обработки, направления канавки и т. д. это будет иметь большое влияние на рассеивание тепла тепловой трубки.
С точки зрения производственных затрат изготовление этой тепловой трубы относительно просто, проще в изготовлении и относительно недорого в производстве.
Однако технология обработки канавки тепловой трубы более требовательна. Вообще говоря, лучше всего следовать направлению возврата жидкости, поэтому теоретически эффективность рассеивания тепла не так высока, как в первом случае.
3. Многочисленные металлические сетки
Все чаще и чаще в радиаторах с тепловыми трубками используется конструкция из мультиметаллической сетки. На картинке легко увидеть, что хлопья внутри тепловой трубки напоминают сломанную соломенную шляпу.
— Обычно внутренняя часть этой тепловой трубки представляет собой металлическую ткань из медных проводов. Между небольшими медными проводами имеется множество зазоров, но структура ткани не позволит ткани сместиться и заблокировать тепловую трубку.
С точки зрения стоимости внутренняя структура этой тепловой трубки относительно проста, и ее также проще изготовить.
Для наполнения этих многометаллических сетчатых тканей необходима только одна обычная медная трубка. Теоретически эффект рассеивания тепла не так хорош, как предыдущие два.
