Cunoștințe de bază și puncte de proiectare HeatPipe
Conductele de căldură sunt adesea folosite în designul termic actual, inclusiv laptopurile noastre comune, PC-urile și telefoanele mobile. Următorii factori trebuie luați în considerare la proiectarea conductei de căldură:
1. Sarcina termică sau căldura care urmează să fie transferată
2. Temperatura de lucru
3. Materialul conductei
4. Lichidul de lucru
5. Structura capilară
6. Lungimea și diametrul conductei de căldură
7. Lungimea de contact a zonei de evaporare
8. Lungimea de contact a zonei de compensare
9. Direcția gravitației
10. Influența îndoirii conductei de căldură și a planeității
Ce este structura capilară? Cum afectează performanța conductelor de căldură
Există patru capilare comuneConducte de căldurăstructuri, inclusiv caneluri, plasă de sârmă, pulbere sinterizată, metal și fibre. Structura capilară este căptușită pe peretele interior al recipientului conductei de căldură și permite lichidului să curgă de la un capăt la celălalt al conductei de căldură prin acțiune capilară. Fiecare structură capilară are avantajele și dezavantajele sale. Nu există o structură capilară perfectă. Fiecare structură capilară are propria sa limită.
Structura canelurii:Limita capilară este cea mai mică, dar efectul este cel mai bun atunci când condensatorul este situat deasupra evaporatorului
Plasa de sarmastructura:Cu miezul de bumbac cel mai uniform, principiul său de lucru este în direcția gravitațională în care evaporatorul este situat deasupra condensatorului.
Pulbere sinterizatăstructura:Efectul este cel mai bun 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.
Metal aStructura fibrei:potrivit pentru conducte termice de curbare cu rază mică.
Cum afectează lungimea și diametrul performanța conductei de căldură
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 propagare a aburului, așa că trebuie luate în considerare la proiectarea conductei de căldură. Secțiunea transversală mai mare a conductei de căldură (adică diametrul mai mare al conductei de căldură) va permite transferul unei cantități mai mari de abur de la evaporator la condensator. Aria secțiunii transversale a conductei de căldură este o funcție directă a limitei acustice și a limitei de antrenare a conductei de căldură. Cu toate acestea, temperatura de lucru a conductei de căldură va afecta și limita acustică a conductei de căldură. Prin compararea transferului de căldură al conductelor de căldură cu diferite diametre. Se poate observa că conducta termică transmite mai multă căldură la temperatură de funcționare mai mare.
Viteza cu care fluidul de lucru revine de la condensator la evaporator este controlată de limita capilară și este o funcție reciprocă a lungimii conductei de căldură. Conductele de căldură mai lungi transferă mai puțină căldură decât conductele de căldură mai scurte.
Cum afectează direcția gravitației performanța conductelor 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, așa 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 de gravitație (evaporatorul este deasupra condensatorului).
Cum afectează îndoirea conductei de căldură performanța
Dacă raza de îndoire este prea mică, sinterizarea cu pulbere de metal sau stratul de plasă de sârmă va fi deteriorat. Prin urmare, cotul conductei termice poate reduce căldura care poate fi transmisă. Rezultatele experimentale arată că dacă raza de îndoire este egală sau mai mare de 3 ori, îndoirea nu va afecta performanța.
Cum afectează aplatizarea grosimii conductei de căldură performanța
Dacă conducta termică este aplatizată, limita de sunet și limita de antrenare vor fi reduse în raport cu grosimea aplatizată. 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 medie de funcționare performanța
Temperatura medie de lucru a conductei de căldură va afecta performanța. Cu cât temperatura medie este mai mare, cu atât performanța este mai bună. 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.
Teava de încălzire fiabilă
Conducta de căldură nu are părți mobile și are fiabilitate ridicată. Cu toate acestea, trebuie avută 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. Dacă camera interioară nu este curățată temeinic, atunci când conducta de căldură este încălzită, reziduul va produce gaz necondensabil și va reduce performanța conductei.
