Osnovno znanje o dizajnu heatpipea
Razmatranja u dizajnu toplinskih cijevi
Toplotne cijevi se naširoko koriste u trenutnom dizajnu toplinske disipacije, uključujući naše zajedničke laptope i mobilne telefone. U dizajnu toplinske cijevi potrebno je razmotriti sljedeće faktore:
heatpipe qmax ili izvor topline .
temperatura rada.
materijal bakra.
radnu tecnost .
Wick Structure.
Dužina i promjer toplinske cijevi.
toplotno kontaktno područje.
Kondenzer kontakt područje.
pravac gravitacije.
Uticaj savijanja toplotne cevi i ravnosti.
Koji materijali se mogu koristiti za konstruirati toplinske cijevi?
Toplinska cijev je uglavnom metalna cijev bešavnog čelika, a različiti materijali mogu se koristiti prema različitim potrebama,kao što su bakra, aluminija, ugljičnog čelika, nehranjivog čelika, slinog čelika itd. Cijev može biti standardne okrugle ili specijalno oblikovane.kao što su ovalna, kvadratna, pravougaona, ravna, kružna cijev itd. Promjer cijevi je od 2mm do 200mm ili čak veći. Dužina može biti od nekoliko milimetara do više od 100 metara. Bakra i aluminija se uglavnom koriste kao sirovine u većini dizajnerskih rješenja. Kao cijevi uglavnom se koriste neželezni metali kako bi se ugađali zahtjevi kompatibilnosti sa radnom tekućinom.
Šta je wick struktura? Kako to utiče na performanse toplotnih cijevi?
Struktura utora:Granica kapilare je najniža, ali je efekat najbolji kada se kondenzator nalazi iznad isparivača.
Struktura mesha: Ima najujednačenije jezgro pamuka,a njegov radni princip je isparavač se nalazi iznad kondenzatora.
Sinterovana struktura:Izvedba je najbolja u pravcu gravitacije. Pošto je sinterovano metalno jezgro u prahu kroz metal vezano za zid cijevi, njegova toplotna provodnost od zida cijevi do jezgre ili obrnuto je najbolja od četiri zajednička jezgra.
Kako dužina i prečnik toplotne cevi utiču na performanse ?
Razlika parnog pritiska između kondenzatora i isparivača određuje brzinu propagacije pare između kondenzatora i isparivača. Osim toga, promjer i dužina toplinske cijevi uticat će na brzinu prijenosa parom, pa se mora uzeti u obzir u dizajnu toplinske cijevi.
Kako orijentacija utječe na performanse toplinske cijevi ?
Struktura s visokom kapilarnom gratinom može prevladati gravitaciju i prenijeti više radnu tekućinu iz kondenzatora u isparivač. Međutim, kao što je ranije spomenuto, sinteriran apsorbator metalnog metalnog jezgra s najvišim ograničenjem kapilara najbolje radi u uslovima potpomognute gravitacije (isparivač je iznad kondenzatora), vidi ispod slika o gravitaciji orijentacije na heatpipe performanse.
Kako savijanje toplotnih cijevi utiče na performanse?
Ako je toplotna cijev savijena prečvrsto, wick može puknuti (sintering metala u prahu) ili se srušiti i biti stegnut (žica mreža). Stoga savijanje cijevi topline može smanjiti toplinu koja se može prenositi. Eksperimentalni rezultati pokazuju da ako je radijus savijanja jednak ili veći od 3 puta promjera toplinske cijevi , savijanje očito neće utjecati na performanse.
Kako spljošteno utiče na performanse toplotne cijevi?
Ako je toplotna cijev spljoštena, debljina toplotne cijevi će biti smanjena. Stoga će pretjerano spljoštavanje toplinske cijevi smanjiti toplinu koja se može prenositi, pa čak i potpuno blokirati prolazak parom. Eksperimentalni rezultati pokazuju da pravilno sravnjavanje neće utjecati na performanse, ali pretjerano spljoštenje će utjecati na performanse. Ako je debljina parnog kanala nakon sravnjenja veća od 2mm, performanse neće biti smanjene u odnosu na kružnu cijev.
Kako temperatura rada toplotne cijevi utiče na performanse ?
Working temperature toplinske cijevi će utjecati na performanse toplinske cijevi. Što je temperatura višu, to je izvedba u određenoj mjeri bolja. To je zbog niže viskoznosti radni fluid na višim temperaturama, što omogućava da više radni fluid teče od isparavača do ulja jezgre kroz kondenzator. Na višim temperaturama, radni fluid također može postati nestabilniji u plinovitu državu.
Da li je toplotna cijev pouzdana?
Toplotna cijev nema pokretne dijelove i ima vrlo visoku pouzdanost. Međutim, mora biti oprezan u dizajnu i proizvodnji toplinskih cijevi. Dva faktora proizvodnje će smanjiti pouzdanost toplinske cijevi: stegnutost i čistoću. Svako curenje u cijev topline će na kraju uzrokovati otkaz cijev topline. Neki vanjski faktori također mogu skratiti život toplotnih cijevi, kao što su pad, vibracije, udar sile, termalni šok i korozivno okruženje.
