Cunoștințe de bază despre proiectarea conductelor termice
Considerații în proiectarea conductelor de căldură
Conductele de căldură sunt utilizate pe scară largă în designul actual de disipare termică, inclusiv laptopurile și telefoanele mobile obișnuite. Următorii factori trebuie luați în considerare la proiectarea conductei de căldură:
heatpipe Qmax sau sursa de caldura .
temperatura de lucru.
material de cupru.
fluid de lucru.
Structura fitilului.
Lungimea și diametrul conductei de căldură.
zona de contact termic.
zona de contact a condensatorului.
direcția gravitației.
Influența îndoirii conductei de căldură și a planeității.
Ce materiale pot fi folosite pentru a construi conducte de căldură?
Țeava de căldură este în mare parte țevi din oțel fără sudură din metal și diferite materiale pot fi utilizate în funcție de diferite nevoi, cum ar fi cupru, aluminiu, oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel aliat etc. Țeava poate fi rotundă standard sau în formă specială -. cum ar fi țeavă ovală, pătrată, dreptunghiulară, plată, ondulată etc. Diametrul țevii variază de la 2 mm la 200 mm sau chiar mai mare. Lungimea poate varia de la câțiva milimetri până la mai mult de 100 de metri. Cuprul și aluminiul sunt utilizate în cea mai mare parte ca materii prime în majoritatea soluțiilor de proiectare. Metalele neferoase sunt folosite ca țevi în principal pentru a îndeplini cerințele de compatibilitate cu fluidul de lucru.
Ce este structura fitilului? Cum afectează performanța conductelor de căldură?
Structura canelurii: limita capilară este cea mai scăzută, dar efectul este cel mai bun atunci când condensatorul este situat deasupra evaporatorului.
Structura plasă: Are cel mai uniform miez de bumbac, iar principiul său de funcționare este vaporizatorul situat deasupra condensatorului.
Structura sinterizată: Performanța este cea mai bună în direcția gravitației. Deoarece miezul de metal pulbere sinterizat este lipit de peretele conductei prin metal, conducția sa de căldură de la peretele conductei la miez sau invers este cea mai bună dintre cele patru miezuri comune.
Cum afectează lungimea și diametrul conductei de căldură performanța?
Diferența de presiune a aburului dintre condensator și evaporator determină viteza de propagare a aburului între condensator și evaporator. În plus, diametrul și lungimea conductei de căldură vor afecta viteza de transmisie a aburului, așa că trebuie luate în considerare la proiectarea conductei de căldură.
Cum afectează orientarea performanța conductei de căldură?
Structura cu limită capilară mare poate depăși gravitația și poate transfera mai mult fluid de lucru de la condensator la evaporator. Cu toate acestea, după cum am menționat mai devreme, absorbantul de căldură cu miez de metal sinterizat cu cea mai mare limită capilară funcționează cel mai bine în condiții asistate de gravitație (evaporatorul este deasupra condensatorului), vezi imaginile de mai jos despre orientarea gravitațională față de performanța conductei de căldură.
Cum afectează îndoirea conductei de căldură performanța?
Dacă conducta de căldură este îndoită prea strâns, fitilul se poate crăpa (sinterizarea metalului pulbere) sau se poate prăbuși și poate fi prins (plasă de sârmă). Prin urmare, îndoirea conductei de căldură poate reduce căldura care poate fi transmisă. Rezultatele experimentale arată că, dacă raza de îndoire este egală sau mai mare de 3 ori diametrul conductei de căldură, îndoirea nu va afecta în mod evident performanța.
Cum afectează aplatizarea performanța conductei de căldură?
Dacă conducta de căldură este aplatizată, grosimea conductei de căldură va fi redusă. Prin urmare, aplatizarea excesivă a conductei de căldură va reduce căldura care poate fi transmisă și chiar va bloca complet trecerea aburului. Rezultatele experimentale arată că o aplatizare adecvată nu va afecta performanța, dar aplatizarea excesivă va afecta performanța. Dacă grosimea canalului de abur după aplatizare este mai mare de 2 mm, performanța nu va fi redusă în comparație cu conducta circulară.
Cum afectează temperatura de lucru a conductei de căldură performanța?
Temperatura de lucru a conductei de căldură va afecta performanța conductei de căldură. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât performanța este mai bună într-o anumită măsură. Acest lucru se datorează vâscozității mai scăzute a fluidului de lucru la temperaturi mai ridicate, ceea ce permite mai mult fluid de lucru să curgă de la evaporator la miezul de ulei prin condensator. La temperaturi mai ridicate, fluidul de lucru poate deveni, de asemenea, mai volatil în stare gazoasă.
Conducta de căldură este fiabilă?
Conducta de căldură nu are părți mobile și are o fiabilitate foarte ridicată. Cu toate acestea, trebuie să aveți grijă la proiectarea și fabricarea conductelor de căldură. Doi factori de producție vor reduce fiabilitatea conductei de căldură: etanșeitatea și curățenia. Orice scurgere în conducta de căldură va duce în cele din urmă la defectarea conductei de căldură. Unii factori externi pot, de asemenea, scurta durata de viață a conductelor de căldură, cum ar fi căderea, vibrația, impactul forțat, șocul termic și mediul coroziv.
