Uobičajeno predstavljanje dizajna heatpipe-a
Razmatranja u dizajnu toplotnih cijevi
Toplotne cijevi se široko koriste u trenutnom dizajnu toplinske disipacije, uključujući naše uobičajene laptope i mobilne telefone. Sljedeće faktore potrebno je uzeti u obzir pri dizajnu toplinske cijevi:
heatpipe Qmax ili izvor topline.
radna temperatura.
bakarni materijal.
radni fluid.
Wick Structure.
Dužina i prečnik toplotne cevi.
područje toplotnog kontakta.
kontaktna površina kondenzatora.
smjer gravitacije.
Utjecaj savijanja i ravnosti toplotnih cijevi.
Koji materijali se mogu koristiti za izradu toplotnih cijevi?
Toplotna cijev je uglavnom metalna bešavna čelična cijev, a različiti materijali se mogu koristiti prema različitim potrebama, kao što su bakar, aluminij, ugljični čelik, nehrđajući čelik, legirani čelik, itd. Cijev može biti standardno okrugla ili posebnog oblika. ovalne, kvadratne, pravougaone, ravne, valovite cijevi itd. Prečnik cijevi se kreće od 2 mm do 200 mm ili čak i veći. Dužina može biti od nekoliko milimetara do više od 100 metara. Bakar i aluminij se uglavnom koriste kao sirovine u većini dizajnerskih rješenja. Obojeni metali se koriste kao cijevi uglavnom za ispunjavanje zahtjeva kompatibilnosti sa radnim fluidom.
Šta je struktura fitilja? Kako to utiče na performanse toplotnih cevi?
Struktura žljebova: Kapilarna granica je najniža, ali učinak je najbolji kada se kondenzator nalazi iznad isparivača.
Mrežasta struktura: Ima najujednačenije pamučno jezgro, a njegov princip rada je da se isparivač nalazi iznad kondenzatora.
Sinterirana struktura: performanse su najbolje u smjeru gravitacije. Budući da je jezgro od sinterovanog praha metala vezano za zid cijevi kroz metal, njegova provodljivost topline od zida cijevi do jezgre ili obrnuto je najbolja od četiri uobičajena jezgra.
Kako dužina i prečnik toplotne cevi utiču na performanse?
Razlika tlaka pare između kondenzatora i isparivača određuje brzinu širenja pare između kondenzatora i isparivača. Osim toga, prečnik i dužina toplotne cevi će uticati na brzinu prenosa pare, pa se to mora uzeti u obzir pri projektovanju toplotne cevi.
Kako orijentacija utiče na performanse toplotnih cevi?
Struktura sa visokim kapilarnim ograničenjem može savladati gravitaciju i prenijeti više radnog fluida iz kondenzatora u isparivač. Međutim, kao što je ranije pomenuto, apsorber toplote od sinterovanog metalnog jezgra sa najvišom kapilarnom granicom najbolje radi u uslovima uz pomoć gravitacije (isparivač je iznad kondenzatora), pogledajte slike ispod o orijentaciji gravitacije prema performansama toplotne cevi.
Kako savijanje toplotnih cevi utiče na performanse?
Ako je toplotna cijev savijena previše čvrsto, fitilj može napuknuti (sinteriranje metala u prahu) ili se srušiti i stegnuti (žičana mreža). Stoga, savijanje toplotne cijevi može smanjiti toplinu koja se može prenijeti. Eksperimentalni rezultati pokazuju da ako je radijus savijanja jednak ili veći od 3 puta prečnika toplotne cevi, savijanje očigledno neće uticati na performanse.
Kako spljoštenje utiče na performanse toplotnih cevi?
Ako je toplotna cijev spljoštena, debljina toplinske cijevi će se smanjiti. Stoga će prekomjerno spljoštenje toplinske cijevi smanjiti toplinu koja se može prenijeti, pa čak i potpuno blokirati prolaz pare. Eksperimentalni rezultati pokazuju da pravilno izravnavanje neće utjecati na performanse, ali pretjerano izravnavanje će utjecati na performanse. Ako je debljina parnog kanala nakon ravnanja veća od 2 mm, performanse neće biti smanjene u odnosu na kružnu cijev.
Kako radna temperatura toplotne cijevi utiče na performanse?
Radna temperatura toplotne cevi će uticati na performanse toplotne cevi. Što je temperatura viša, performanse su u određenoj mjeri bolje. To je zbog manjeg viskoziteta radnog fluida na višim temperaturama, što omogućava da više radnog fluida teče iz isparivača u jezgro ulja kroz kondenzator. Na višim temperaturama radni fluid također može postati isparljiviji u plinovito stanje.
Je li toplotna cijev pouzdana?
Toplotna cijev nema pokretne dijelove i vrlo je pouzdana. Međutim, morate biti pažljivi u dizajnu i proizvodnji toplotnih cijevi. Dva proizvodna faktora će smanjiti pouzdanost toplotnih cijevi: nepropusnost i čistoća. Svako curenje u toplotnoj cevi će na kraju dovesti do kvara toplotne cevi. Neki vanjski faktori također mogu skratiti vijek toplinskih cijevi, kao što su pad, vibracije, udar sile, termički udar i korozivno okruženje.
