топлинна тръба е вид топлопренасящ елемент, който използва напълно принципа на топлопроводимост и свойствата на бърз топлопренос на охлаждащата среда. топлопроводимост.
През 1963 г. технологията за топлинни тръби е изобретена от Джордж Гроувър от Националната лаборатория в Лос Аламос.
Топлинната тръба е вид топлопренасящ елемент, който използва напълно принципа на топлопроводимост и свойствата на бърз топлопренос на охлаждащата среда. топлопроводимост.
Технологията на топлинните тръби е била използвана преди в космическата, военната и други индустрии. Откакто беше въведен в индустрията за производство на радиатори, хората промениха дизайнерското мислене на традиционните радиатори и се отърваха от традиционния режим на разсейване на топлината, който разчита единствено на вентилатори с голям обем за постигане на по-добро разсейване на топлината.
Вместо това, той приема нов режим на охлаждане с ниска скорост, вентилатор с нисък обем на въздуха и технология на топлинна тръба.
Технологията на топлинните тръби предостави възможност за тихата ера на компютрите и се използва широко в други електронни области.
Как работят топлинните тръби?
Принципът на работа на топлинната тръба е: винаги, когато има температурна разлика, феноменът на пренос на топлина от висока температура към ниска температура неизбежно ще възникне. Топлинната тръба използва изпарително охлаждане, така че температурната разлика между двата края на топлинната тръба е много голяма, така че топлината се отвежда бързо. Топлината на външния топлинен източник повишава температурата на течната работна среда чрез топлопроводимостта на тръбната стена на изпарителната секция и абсорбиращата течност сърцевина, пълна с работната среда; температурата на течността се повишава и повърхността на течността се изпарява, докато достигне налягането на наситените пари. начин за преминаване към парата. Парата тече към другия край при малка разлика в налягането, освобождава топлина и отново кондензира в течност, а течността се връща обратно към секцията за изпаряване по протежение на порестия материал чрез капилярна сила. Този цикъл е бърз и топлината може непрекъснато да се отвежда.
Технически характеристики на топлинната тръба
·Ефект на високоскоростна топлопроводимост. Леко тегло и проста структура
· Равномерно разпределение на температурата, може да се използва за равномерна температура или изотермично действие. · Голям капацитет на топлопредаване. Дълго разстояние за пренос на топлина.
·Няма активни компоненти и самият той не консумира енергия.
·Няма ограничение за посоката на пренос на топлина, изпарителният и кондензиращият край могат да се сменят. ·Лесна за обработка за промяна на посоката на пренос на топлина.
Издръжлив, дълъг живот, надежден, лесен за съхранение и поддръжка. Защо технологията на топлинните тръби има толкова висока производителност? Трябва да разгледаме този проблем от термодинамична гледна точка.
Поглъщането и отделянето на топлина от обектите са относителни и винаги, когато има температурна разлика, неизбежно ще възникне феноменът на пренос на топлина от висока температура към ниска температура.
Има три начина за пренос на топлина: радиация, конвекция и проводимост, сред които топлопроводимостта е най-бързата.
Топлинната тръба използва изпарително охлаждане, за да направи температурната разлика между двата края на топлинната тръба много голяма, така че топлината да може бързо да се отвежда.
Типичната топлинна тръба се състои от тръбна обвивка, фитил и крайна капачка.
Методът на производство е да се изпомпва вътрешността на тръбата до отрицателно налягане от 1,3×(10-1~10-4)Pa и след това да се напълни с подходящо количество работна течност, така че капилярът порестият материал на сърцевината за абсорбиране на течност близо до вътрешната стена на тръбата се пълни с течност и след това се запечатва.
Точката на кипене на течността намалява при отрицателно налягане и тя лесно се изпарява. Стената на тръбата има фитил, абсорбиращ течността, който е съставен от капилярно порести материали.
Материал на топлинната тръба и обща работна течност
Единият край на топлинната тръба е изпарителният, а другият край е кондензиращият.
Когато една част от топлинната тръба се нагрее, течността в капиляра се изпарява бързо и парата тече към другия край при малка разлика в налягането, отделя топлина и отново кондензира в течност.
Течността се връща обратно към секцията за изпаряване по дължината на порестия материал чрез капилярна сила и цикълът е безкраен. Топлината се прехвърля от единия край на топлинната тръба към другия край. Този цикъл се извършва бързо и топлината може да се провежда непрекъснато.
Шест асоциирани процеса на пренос на топлина в топлинни тръби
1. Топлината се предава от източника на топлина към интерфейса (течност-пара) през стената на топлинната тръба и фитила, пълен с работна течност;
2. Течността се изпарява на границата (течност-пара) в секцията за изпаряване и 3. Парата в парната камера тече от секцията за изпаряване към секцията за кондензация;
4. Парата кондензира върху границата пара-течност в секцията за кондензация;
5. Топлината се пренася от интерфейса (пара-течност) към студения източник през фитила, течността и стената на тръбата;
6. Във фитила, кондензираната работна течност се връща в секцията за изпаряване поради капилярно действие.
Вътрешна структура на топлинна тръба
Порестият слой на вътрешната стена на топлинната тръба има много форми, по-често срещаните са: синтероване на метален прах, жлеб, метална мрежа и др.
1. Структура на гореща шлака
Буквално, вътрешната структура на тази топлинна тръба е като овъглени брикети или гореща шлака.
В привидно грапавата вътрешна стена има всякакви малки дупки, те са като капиляри върху човешкото тяло, течността в топлинната тръба ще се движи в тези малки дупки, образувайки силна сифонна сила.
Всъщност процесът на създаване на такава топлинна тръба е относително сложен. Медният прах се нагрява до определена температура. Преди да се разтопи напълно, челният ръб на частиците меден прах първо ще се стопи и ще се прилепи към заобикалящия меден прах, като по този начин ще се образува това, което виждате сега. към кухата структура.
От снимката може да си помислите, че е много мека, но всъщност тази гореща шлака не е нито мека, нито рохкава, а много здрава.
Тъй като това е вещество, нагрято от меден прах при висока температура, след охлаждане те възстановяват оригиналната твърда текстура на метала.
Освен това, от производствена гледна точка, производствените разходи на топлинната тръба с този процес и структура са относително високи.
2. Структура на канала
Вътрешната структура на тази топлинна тръба е проектирана като успоредни канали.
Той също действа като капиляри и връщащата се течност бързо се отвежда в топлинната тръба през тези жлебове.
Въпреки това, според прецизността и фиността на слота, според нивото на процеса и посоката на жлеба и т.н., това ще има голямо влияние върху разсейването на топлината на топлинната тръба.
От гледна точка на производствените разходи, производството на тази топлинна тръба е сравнително просто, по-лесно за производство и сравнително евтино за производство.
Технологията за обработка на жлеба на топлинната тръба обаче е по-взискателна. Най-общо казано, най-добрият дизайн е да следва посоката на връщане на течността, така че теоретично казано, ефективността на разсейване на топлината не е толкова висока, колкото първата.
3. Множество метални мрежи
Все повече и повече обикновени радиатори с топлинни тръби използват този многометален мрежест дизайн. От снимката можете лесно да видите, че флокулентното вещество вътре в топлинната тръба е като счупена сламена шапка.
- Обикновено вътрешността на тази топлинна тръба е метална тъкан, направена от медни жици. Има много празнини между малките медни проводници, но структурата на тъканта няма да позволи тъканта да се размести и да блокира топлинната тръба.
От гледна точка на разходите, вътрешната структура на тази топлинна тръба е сравнително проста и също така е по-лесна за производство.
Необходима е само една обикновена медна тръба за запълване на тези многометални мрежести тъкани. На теория ефектът на разсейване на топлината не е толкова добър, колкото предишните два.
