Podstawowa wiedza na temat projektowania rurek cieplnych
Rozważania dotyczące projektowania rur cieplnych
Rurki cieplne są szeroko stosowane w obecnych projektach rozpraszania ciepła, w tym w naszych popularnych laptopach i telefonach komórkowych. Podczas projektowania rurki cieplnej należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
rura cieplna Qmax lub źródło ciepła .
temperatura pracy.
materiał miedziany.
Działający płyn .
Struktura knota.
Długość i średnica rurki cieplnej.
obszar kontaktu z ciepłem.
powierzchnia styku skraplacza.
kierunek grawitacji.
Wpływ gięcia i płaskości rurek cieplnych.
Z jakich materiałów można zbudować rury cieplne?
Rura cieplna to w większości metalowa bezszwowa rura stalowa, a różne materiały mogą być używane zgodnie z różnymi potrzebami, takimi jak miedź, aluminium, stal węglowa, stal nierdzewna, stal stopowa itp. Rura może być standardowa okrągła lub specjalna w kształcie -. Rura owalna, kwadratowa, prostokątna, płaska, falista itp. Średnica rur wynosi od 2 mm do 200 mm lub nawet więcej. Długość może wynosić od kilku milimetrów do ponad 100 metrów. Miedź i aluminium są najczęściej używane jako surowce w większości rozwiązań projektowych. Metale nieżelazne są stosowane jako rury głównie w celu spełnienia wymagań kompatybilności z płynem roboczym.
Jaka jest struktura knota? Jak to wpływa na wydajność rurek cieplnych?
Struktura rowka: Granica kapilarności jest najniższa, ale efekt jest najlepszy, gdy skraplacz znajduje się nad parownikiem.
Struktura siatki: ma najbardziej jednolity rdzeń bawełniany, a zasada działania polega na tym, że parownik znajduje się nad skraplaczem.
Spiekana struktura: wydajność jest najlepsza w kierunku grawitacji. Ponieważ rdzeń ze spiekanego metalu proszkowego jest związany ze ścianką rury za pomocą metalu, jego przewodzenie ciepła od ścianki rury do rdzenia lub odwrotnie jest najlepsze z czterech powszechnych rdzeni.
Jak długość i średnica rurki cieplnej wpływa na wydajność?
Różnica ciśnień pary między skraplaczem a parownikiem określa szybkość propagacji pary między skraplaczem a parownikiem. Ponadto średnica i długość rurki cieplnej wpływa na prędkość przesyłu pary, dlatego należy to uwzględnić przy projektowaniu rurki cieplnej.
Jak orientacja wpływa na wydajność rurek cieplnych?
Konstrukcja o wysokim limicie kapilarnym może przezwyciężyć grawitację i przenosić więcej płynu roboczego ze skraplacza do parownika. Jednak, jak wspomniano wcześniej, absorber ciepła z rdzeniem ze spiekanego metalu proszkowego z najwyższym limitem kapilarnym działa najlepiej w warunkach wspomaganych grawitacją (parownik znajduje się nad skraplaczem), patrz poniższe zdjęcia dotyczące orientacji grawitacyjnej w odniesieniu do wydajności rurek cieplnych.
Jak gięcie rurek cieplnych wpływa na wydajność?
Jeśli rurka cieplna jest wygięta zbyt mocno, knot może pęknąć (spiekanie metalu proszkowego) lub zapaść się i zostać zaciśnięty (siatka druciana). Dlatego wygięcie rurki cieplnej może zmniejszyć ciepło, które może zostać przeniesione. Wyniki eksperymentalne pokazują, że jeśli promień gięcia jest równy lub większy niż 3-krotność średnicy rurki cieplnej, zginanie nie wpłynie oczywiście na wydajność.
Jak spłaszczenie wpływa na wydajność rurki cieplnej?
Jeśli rurka cieplna zostanie spłaszczona, grubość rurki cieplnej ulegnie zmniejszeniu. Dlatego nadmierne spłaszczenie rurki cieplnej zmniejszy ciepło, które może być przenoszone, a nawet całkowicie zablokuje przepływ pary. Wyniki eksperymentów pokazują, że prawidłowe spłaszczenie nie wpłynie na wydajność, ale nadmierne spłaszczenie wpłynie na wydajność. Jeśli grubość kanału parowego po spłaszczeniu jest większa niż 2 mm, wydajność nie zostanie zmniejszona w porównaniu z rurą okrągłą.
Jak temperatura pracy rurki cieplnej wpływa na wydajność?
Temperatura robocza rury cieplnej wpłynie na wydajność rury cieplnej. Im wyższa temperatura, tym lepsza wydajność do pewnego stopnia. Wynika to z mniejszej lepkości płynu roboczego w wyższych temperaturach, co umożliwia przepływ większej ilości płynu roboczego z parownika do rdzenia olejowego przez skraplacz. W wyższych temperaturach płyn roboczy może również stać się bardziej lotny do stanu gazowego.
Czy ciepłowód jest niezawodny?
Rurka cieplna nie ma ruchomych części i charakteryzuje się bardzo wysoką niezawodnością. Należy jednak zachować ostrożność w projektowaniu i produkcji rurek cieplnych. Dwa czynniki produkcyjne obniżą niezawodność rurek cieplnych: szczelność i czystość. Każdy wyciek w rurce cieplnej ostatecznie spowoduje jej awarię. Niektóre czynniki zewnętrzne mogą również skrócić żywotność rurek cieplnych, takie jak upadek, wibracje, uderzenia siły, szok termiczny i środowisko korozyjne.
