Ključni vidiki zasnove toplotnih cevi
Toplotna cev je nekakšen element za prenos toplote, ki v celoti izkorišča princip toplotne prevodnosti in lastnost hitrega prenosa toplote hladilnega medija. Toplota vročega predmeta se skozi toplotno cev hitro prenese na zunanjo stran vira toplote, njegova toplotna prevodnost pa je daleč presegla prevodnost katere koli znane kovine.
Toplotne cevi se pogosto uporabljajo pri trenutni zasnovi odvajanja toplote, vključno z našimi običajnimi prenosnimi računalniki, mobilnimi telefoni itd. Pri načrtovanju toplotne cevi je treba upoštevati naslednje dejavnike: toplotno obremenitev ali toploto, ki jo je treba prenesti; Delovna temperatura; cev; Delovna tekočina; Kapilarna struktura; Dolžina in premer toplotne cevi; Kontaktna dolžina območja izhlapevanja; Kontaktna dolžina kompenzacijskega območja; Smer; Učinek upogibanja in sploščenja toplotne cevi itd.
Pri načrtovanju toplotne cevi je treba upoštevati naslednje dejavnike:
1, Izbira delovne tekočine
① Delovna tekočina se mora prilagoditi območju delovne temperature toplotne cevi in imeti ustrezen nasičen parni tlak;
② Delovna tekočina mora biti združljiva z lupino in materialom stenja ter mora imeti dobro toplotno stabilnost;
③ Delovna tekočina mora imeti dobre celovite termofizikalne lastnosti;
2, Struktura tekočega sesalnega jedra
Izbira stenja je zapleten problem. Z vidika zagotavljanja največje hitrosti prenosa toplote mora imeti stenj zelo majhen efektivni kapilarni radij r. Za zagotovitev največjega kapilarnega tlaka mora biti vrednost prepustnosti K velika, da se zmanjša izguba tlaka povratka tekočina, upor toplotne prevodnosti pa mora biti majhen, da se zmanjša upor radialne toplotne prevodnosti. Stenj z enako strukturo je težko doseči, da bi izpolnjeval vse zgornje zahteve, zato obstajajo kompozitne strukture stenja in stenj iz debla, vendar so težave pri izdelavi in stroški povečani. Zato je treba pri izbiri tekočega sesalnega jedra pozornost nameniti izbiri najpreprostejše strukture na podlagi izpolnjevanja zahtev glede prenosa toplote. Pri toplotnih ceveh, ki se uporabljajo na tleh, se čim bolj uporablja gravitacijski refluks in uporabljajo se termosifoni brez jeder za absorpcijo tekočine.
3, Delovna temperatura
Pri navedenih konstrukcijskih pogojih je znana temperatura vira hladu in vira toplote, jasni pa so tudi pogoji prenosa toplote, tako da je mogoče območje delovne temperature same toplotne cevi izračunati s splošno formulo za prenos toplote. Delovna temperatura se tukaj na splošno nanaša na temperaturo pare delovne tekočine v toplotni cevi med delovanjem. Ko deluje dobra toplotna cev, mora biti delovna tekočina v dvofaznem stanju hlapov tekočine. Ker mora biti tališče izbrane delovne tekočine nižje od delovne temperature toplotne cevi, lahko toplotna cev deluje normalno. Slika 3-59 navaja temperaturno območje tališča, vrelišča in kritične točke (navpična kratka črta na segmentu črte), ki se lahko uporablja kot delovna tekočina toplotne cevi. Iz slike je razvidno, da se te tekočine v nekaterih temperaturnih območjih prekrivajo, to pomeni, da lahko v nekaterih temperaturnih območjih izberemo več delovnih tekočin. Upoštevati je treba dejavnike, kot so tlak nasičenja, cena, toplotna stabilnost, netoksičnost itd., in jih primerjati, da se odločimo.
4. Obstajajo štiri skupne kapilareToplotne cevistrukture, vključno z utori, žično mrežo, sintranim prahom, kovino in vlakni. Kapilarna struktura je obrobljena na notranji steni posode toplotne cevi in omogoča, da tekočina skozi kapilarno delovanje teče od enega konca toplotne cevi do drugega. Vsaka kapilarna struktura ima svoje prednosti in slabosti. Popolne strukture kapilar ni. Vsaka kapilarna struktura ima svojo mejo.
Toplotna cev je brez gibljivih delov in je zelo zanesljiva. Vendar je treba pri načrtovanju in izdelavi toplotnih cevi paziti. Dva proizvodna dejavnika bosta zmanjšala zanesljivost toplotne cevi: tesnost in čistoča. Kakršno koli puščanje v toplotni cevi bo sčasoma povzročilo okvaro toplotne cevi. Če notranja komora ni temeljito očiščena, bo pri segrevanju toplotne cevi ostanek proizvedel nekondenzirajoči plin in zmanjšal učinkovitost cevi.
