Ključna razmatranja za dizajn toplinske cijevi

Toplinska cijev je vrsta elementa za prijenos topline, koji u potpunosti koristi princip provođenja topline i svojstvo brzog prijenosa topline rashladnog medija. Toplina vrućeg objekta brzo se prenosi na vanjsku stranu izvora topline kroz toplinsku cijev, a njegova toplinska vodljivost daleko je premašila toplinsku vodljivost bilo kojeg poznatog metala.

Toplinske cijevi se često koriste u trenutnom dizajnu rasipanja topline, uključujući naša uobičajena prijenosna računala, mobilne telefone itd. U dizajnu toplinske cijevi treba uzeti u obzir sljedeće čimbenike: toplinsko opterećenje ili toplinu koja se prenosi; Radna temperatura; Cijev; Radna tekućina; Kapilarna struktura; Duljina i promjer toplinske cijevi; Kontaktna duljina zone isparavanja; Kontaktna duljina kompenzacijskog područja; Smjer; Učinak savijanja i spljoštenja toplinske cijevi itd.

Prilikom projektiranja toplinske cijevi treba uzeti u obzir sljedeće čimbenike:

1, Izbor radne tekućine

① Radna tekućina mora se prilagoditi zoni radne temperature toplinske cijevi i imati odgovarajući tlak zasićene pare;

② Radna tekućina mora biti kompatibilna s materijalom školjke i fitilja i mora imati dobru toplinsku stabilnost;

③ Radna tekućina mora imati dobra sveobuhvatna termofizička svojstva;

2, Struktura usisne jezgre tekućine

Odabir fitilja složen je problem. Sa stajališta osiguravanja maksimalne brzine prijenosa topline, fitilj mora imati vrlo mali efektivni kapilarni polumjer r. Da bi se osigurao maksimalni kapilarni tlak, vrijednost K propusnosti treba biti velika kako bi se smanjio gubitak tlaka povrata tekućina, a otpor toplinske vodljivosti trebao bi biti mali kako bi se smanjio radijalni otpor toplinske vodljivosti. Teško je napraviti da fitilj s istom strukturom ispunjava sve gore navedene zahtjeve, tako da postoje kompozitne strukture fitilja i fitilj debla, ali su poteškoće i troškovi proizvodnje povećani. Stoga pri odabiru jezgre za usisavanje tekućine treba obratiti pozornost na odabir najjednostavnije strukture na temelju ispunjavanja zahtjeva prijenosa topline. Za toplinske cijevi koje se koriste na tlu, gravitacijski refluks će se koristiti što je više moguće, a moraju se koristiti termosifoni bez jezgri za apsorpciju tekućine.

3, Radna temperatura

Pod navedenim projektnim uvjetima poznata je temperatura izvora hladnoće i izvora topline, a jasni su i uvjeti prijenosa topline, tako da se raspon radne temperature same toplinske cijevi može izračunati općom formulom prijenosa topline. Radna temperatura ovdje se općenito odnosi na temperaturu pare radne tekućine u toplinskoj cijevi tijekom rada. Kada radi dobra toplinska cijev, radni fluid mora biti u dvofaznom stanju pare i tekućine. Budući da talište odabranog radnog fluida treba biti niže od radne temperature toplinske cijevi, toplinska cijev može raditi normalno. Slika 3-59 prikazuje temperaturni raspon tališta, vrelišta i kritične točke (okomita kratka crta na segmentu) koji se može koristiti kao radna tekućina toplinske cijevi. Sa slike je vidljivo da se te tekućine u nekim temperaturnim područjima preklapaju, odnosno da se u nekim temperaturnim područjima može odabrati više radnih tekućina. Potrebno je redom razmotriti čimbenike kao što su tlak zasićenja, cijena, toplinska stabilnost, netoksičnost itd. i usporediti ih kako biste napravili izbor.

4. Postoje četiri uobičajene kapilareToplinske cijevistrukture, uključujući utore, žičanu mrežu, sinterirani prah, metal i vlakna. Kapilarna struktura obložena je unutarnjom stijenkom spremnika toplinske cijevi i omogućuje protok tekućine s jednog kraja toplinske cijevi na drugi kroz kapilarno djelovanje. Svaka kapilarna struktura ima svoje prednosti i nedostatke. Ne postoji savršena struktura kapilara. Svaka kapilarna struktura ima svoju granicu.

Toplinska cijev nema pokretnih dijelova i ima visoku pouzdanost. Međutim, potrebno je obratiti pažnju na dizajn i proizvodnju toplinskih cijevi. Dva faktora proizvodnje će smanjiti pouzdanost toplinske cijevi: nepropusnost i čistoća. Svako curenje u toplinskoj cijevi na kraju će uzrokovati kvar toplinske cijevi. Ako unutarnja komora nije temeljito očišćena, kada se toplinska cijev zagrije, ostatak će proizvesti plin koji se ne može kondenzirati i smanjiti učinkovitost cijevi.