Tepelná trubica je druh prvku prenosu tepla, ktorý naplno využíva princíp vedenia tepla a vlastnosti rýchleho prenosu tepla chladiaceho média. tepelná vodivosť.
V roku 1963 vynašiel George Grover z Národného laboratória v Los Alamos technológiu tepelných trubíc.
Tepelná trubica je druh teplonosného prvku, ktorý naplno využíva princíp vedenia tepla a vlastnosti rýchleho prenosu tepla chladiaceho média. tepelná vodivosť.
Technológia tepelných trubíc sa už predtým používala v leteckom, vojenskom a inom priemysle. Odkedy bol zavedený do priemyslu výroby radiátorov, ľudia zmenili dizajnové myslenie tradičných radiátorov a zbavili sa tradičného režimu odvodu tepla, ktorý sa spolieha výlučne na veľkoobjemové ventilátory, aby sa dosiahol lepší odvod tepla.
Namiesto toho využíva nový režim chladenia s nízkou rýchlosťou, ventilátorom s nízkym objemom vzduchu a technológiou tepelných trubíc.
Technológia tepelných trubíc priniesla príležitosť do pokojnej éry počítačov a bola široko používaná v iných elektronických oblastiach.
Ako fungujú tepelné trubice?
Princíp fungovania tepelnej trubice je: vždy, keď dôjde k teplotnému rozdielu, nevyhnutne dôjde k fenoménu prenosu tepla z vysokej teploty na nízku. Tepelná trubica využíva chladenie odparovaním, takže teplotný rozdiel medzi dvoma koncami tepelnej trubice je veľmi veľký, takže teplo sa vedie rýchlo. Teplo vonkajšieho zdroja tepla zvyšuje teplotu kvapalného pracovného média vedením tepla stenou rúrky odparovacej časti a kvapalinou absorbujúcim jadrom naplneným pracovným médiom; teplota kvapaliny stúpa a povrch kvapaliny sa vyparuje, kým nedosiahne tlak nasýtených pár. spôsob, ako prejsť do pary. Para prúdi na druhý koniec pod malým rozdielom tlakov, uvoľňuje teplo a opäť kondenzuje na kvapalinu a kvapalina prúdi späť do odparovacej časti pozdĺž porézneho materiálu kapilárnou silou. Tento cyklus je rýchly a teplo môže byť nepretržite odvádzané preč.
Technické vlastnosti tepelného potrubia
·Efekt vysokorýchlostného vedenia tepla. Nízka hmotnosť a jednoduchá konštrukcia
·Rovnomerné rozloženie teploty, možno použiť na rovnomernú teplotu alebo izotermické pôsobenie.·Veľká kapacita prenosu tepla. Dlhá vzdialenosť prenosu tepla.
·Neobsahuje žiadne aktívne komponenty a sám nespotrebováva energiu.
·Neexistuje žiadne obmedzenie smeru prenosu tepla, odparovací koniec a kondenzačný koniec je možné zameniť. · Jednoduché spracovanie na zmenu smeru prenosu tepla.
Odolný, dlhá životnosť, spoľahlivý, ľahko sa skladuje a udržiava. Prečo má technológia heatpipe taký vysoký výkon? Musíme sa na tento problém pozrieť z termodynamického hľadiska.
Absorpcia tepla a uvoľňovanie tepla predmetmi sú relatívne a vždy, keď dôjde k teplotnému rozdielu, nevyhnutne dôjde k fenoménu prenosu tepla z vysokej teploty na nízku.
Existujú tri spôsoby prenosu tepla: sálanie, prúdenie a vedenie, medzi ktorými je vedenie tepla najrýchlejšie.
Tepelná trubica využíva chladenie odparovaním, aby sa teplotný rozdiel medzi dvoma koncami tepelnej trubice veľmi zväčšil, aby sa teplo mohlo rýchlo odviesť.
Typická tepelná trubica pozostáva z plášťa trubice, knôtu a koncovky.
Výrobnou metódou je prečerpať vnútro trubice na podtlak 1,3×(10-1~10-4)Pa a potom ju naplniť primeraným množstvom pracovnej kvapaliny tak, aby kapilára porézny materiál jadra na absorpciu kvapaliny v blízkosti vnútornej steny trubice sa naplní kvapalinou a potom sa utesní.
Teplota varu kvapaliny pod negatívnym tlakom klesá a ľahko sa odparuje. Stena rúrky má kvapalinu absorbujúci knôt, ktorý je zložený z kapilárnych poréznych materiálov.
Materiál tepelného potrubia a bežná pracovná kvapalina
Jeden koniec tepelnej trubice je vyparovací koniec a druhý koniec je kondenzačný koniec.
Keď sa zahreje jedna časť tepelnej trubice, kvapalina v kapiláre sa rýchlo vyparí a para prúdi na druhý koniec pod malým rozdielom tlaku, uvoľňuje teplo a opäť kondenzuje na kvapalinu.
Kvapalina prúdi späť do odparovacej časti pozdĺž porézneho materiálu kapilárnou silou a cyklus je nekonečný. Teplo sa prenáša z jedného konca tepelnej trubice na druhý koniec. Tento cyklus sa uskutočňuje rýchlo a teplo môže byť vedené nepretržite.
Šesť súvisiacich procesov prenosu tepla v tepelných rúrach
1. Teplo sa prenáša zo zdroja tepla na rozhranie (kvapalina-para) cez stenu tepelnej trubice a knôt naplnený pracovnou kvapalinou;
2. Kvapalina sa odparuje na rozhraní (kvapalina – para) vo odparovacej časti a 3. Para v parnej komore prúdi z odparovacej časti do kondenzačnej časti;
4. Para kondenzuje na rozhraní para-kvapalina v kondenzačnej časti;
5. Teplo sa prenáša z rozhrania (para-kvapalina) do zdroja chladu cez knôt, kvapalinu a stenu rúrky;
6. V knôte sa skondenzovaná pracovná kvapalina vracia späť do odparovacej časti v dôsledku kapilárneho pôsobenia.
Vnútorná štruktúra tepelnej trubice
Pórovitá vrstva na vnútornej stene tepelnej trubice má mnoho podôb, najbežnejšie sú: spekanie kovového prášku, drážka, kovová sieťka atď.
1. Štruktúra horúcej trosky
Vnútorná štruktúra tejto tepelnej trubice je doslova ako spálené brikety alebo horúca troska.
V zdanlivo drsnej vnútornej stene sú všetky druhy drobných dier, sú ako kapiláry na ľudskom tele, kvapalina v tepelnej trubici sa v týchto malých dierkach pohybuje a vytvára silnú sifónovú silu.
V skutočnosti je proces výroby takejto tepelnej trubice pomerne komplikovaný. Medený prášok sa zahreje na určitú teplotu. Pred úplným roztavením sa čelný okraj častíc medeného prášku najprv roztopí a priľne k okolitému medenému prášku, čím vytvorí to, čo teraz vidíte. do dutej konštrukcie.
Z obrázku si možno budete myslieť, že je veľmi mäkký, ale v skutočnosti táto horúca troska nie je ani mäkká, ani sypká, ale veľmi pevná.
Pretože ide o látku zahrievanú medeným práškom na vysokú teplotu, po vychladnutí obnovia pôvodnú tvrdú textúru kovu.
Okrem toho z výrobného hľadiska sú výrobné náklady tepelnej trubice s týmto procesom a štruktúrou relatívne vysoké.
2. Štruktúra drážky
Vnútorná štruktúra tejto tepelnej trubice je navrhnutá ako paralelné priekopy.
Funguje tiež ako kapiláry a vracajúca sa kvapalina je rýchlo vedená v tepelnej trubici cez tieto drážky.
Avšak v závislosti od presnosti a jemnosti drážky, podľa úrovne procesu a smeru drážky atď. bude mať veľký vplyv na odvod tepla tepelnou trubicou.
Z hľadiska výrobných nákladov je výroba tejto tepelnej trubice relatívne jednoduchá, jednoduchšia na výrobu a relatívne lacná na výrobu.
Technológia spracovania drážky tepelnej trubice je však náročnejšia. Všeobecne povedané, je najlepším návrhom sledovať smer spätného toku kvapaliny, takže teoreticky účinnosť odvádzania tepla nie je taká vysoká ako prvá.
3. Viaceré kovové pletivá
Stále viac a viac bežných radiátorov s tepelnými trubicami používa tento dizajn z viacerých kovov. Z obrázku môžete ľahko vidieť, že vločkovitá látka vo vnútri tepelnej trubice je ako zlomený slamený klobúk.
– Vo všeobecnosti je vnútro tejto tepelnej trubice kovová tkanina vyrobená z medených drôtov. Medzi malými medenými drôtikmi je veľa medzier, ale štruktúra látky nedovolí, aby sa látka posunula a zablokovala tepelnú trubicu.
Z hľadiska nákladov je vnútorná štruktúra tejto tepelnej trubice relatívne jednoduchá a je tiež jednoduchšia na výrobu.
Na vyplnenie týchto viackovových sieťovaných látok je potrebná iba jedna obyčajná medená rúrka. Teoreticky nie je efekt rozptylu tepla taký dobrý ako predchádzajúce dva.
