Ključna razmatranja za dizajn toplotnih cijevi

Toplotna cijev je vrsta elementa za prijenos topline, koji u potpunosti koristi princip provođenja topline i svojstvo brzog prijenosa topline rashladnog medija. Toplota vrelog objekta se brzo prenosi na spoljašnju stranu izvora toplote kroz toplotnu cev, a njena toplotna provodljivost je daleko nadmašila onu bilo kog poznatog metala.

Toplotne cijevi se često koriste u trenutnom dizajnu odvođenja topline, uključujući naše uobičajene prijenosne računare, mobilne telefone, itd. Sljedeće faktore treba uzeti u obzir u dizajnu toplotnih cijevi: toplinsko opterećenje ili toplina koja se prenosi; Radna temperatura; Cijev; Radni fluid; Kapilarna struktura; Dužina i prečnik toplotne cevi; Kontaktna dužina zone isparavanja; Kontaktna dužina kompenzacionog područja; Direction; Učinak savijanja i spljoštenja toplotnih cijevi, itd.

Sljedeći faktori moraju se uzeti u obzir pri projektovanju toplotnih cijevi:

1, Izbor radnog fluida

① Radni fluid treba da se prilagodi zoni radne temperature toplotne cevi i da ima odgovarajući pritisak zasićene pare;

② Radni fluid mora biti kompatibilan sa ljuskom i materijalom fitilja i mora imati dobru termičku stabilnost;

③ Radni fluid mora imati dobra sveobuhvatna termofizička svojstva;

2, Struktura tečnog usisnog jezgra

Odabir fitilja je složen problem. Sa stanovišta obezbeđivanja maksimalne brzine prenosa toplote, od fitilja se zahteva da ima veoma mali efektivni kapilarni radijus r., Da bi se obezbedio maksimalni kapilarni pritisak, vrednost K permeabilnosti treba da bude velika kako bi se smanjio gubitak pritiska povratnog voda tečnost, a otpor toplotne provodljivosti treba da bude mali da bi se smanjio otpor radijalne toplotne provodljivosti. Teško je napraviti fitilj sa istom strukturom da zadovolji sve gore navedene zahtjeve, tako da postoje kompozitne strukture fitilja i fitilj debla, ali se povećava poteškoća i cijena izrade. Stoga, pri odabiru usisnog jezgra za tekućinu treba obratiti pažnju na odabir najjednostavnije strukture na osnovu ispunjavanja zahtjeva za prijenos topline. Za toplotne cijevi koje se koriste na tlu, gravitacijski refluks će se koristiti što je više moguće, a koriste se termosifoni bez jezgara za apsorpciju tekućine.

3, Radna temperatura

Pod navedenim projektnim uslovima poznata je temperatura izvora hladnoće i izvora toplote, a uslovi prenosa toplote su takođe jasni, tako da se opseg radne temperature same toplotne cevi može izračunati po opštoj formuli za prenos toplote. Radna temperatura se ovde generalno odnosi na temperaturu pare radne tečnosti u toplotnoj cevi tokom rada. Kada radi dobra toplotna cijev, radni fluid mora biti u dvofaznom stanju tečnosti za paru. Budući da tačka topljenja odabranog radnog fluida treba da bude niža od radne temperature toplotne cevi, toplotna cijev može raditi normalno. Slika 3-59 navodi temperaturni opseg tačke topljenja, tačke ključanja i kritične tačke (vertikalna kratka linija na segmentu linije) koja se može koristiti kao radna tečnost toplotne cevi. Sa slike se vidi da se ove tečnosti preklapaju u nekim temperaturnim regionima, odnosno da se u nekim temperaturnim regionima može izabrati nekoliko radnih tečnosti. Neophodno je uzeti u obzir faktore kao što su pritisak zasićenja, cena, termička stabilnost, netoksičnost, itd. i porediti ih da biste napravili izbor.

4. Postoje četiri zajedničke kapilareToplotne cijevistrukture, uključujući žljebove, žičanu mrežu, sinterirani prah, metal i vlakna. Kapilarna struktura je obložena na unutrašnjoj stijenci spremnika toplinske cijevi i omogućava tekućini da teče s jednog kraja toplinske cijevi na drugi kroz kapilarno djelovanje. Svaka kapilarna struktura ima svoje prednosti i nedostatke. Ne postoji savršena kapilarna struktura. Svaka kapilarna struktura ima svoju granicu.

Toplotna cijev nema pokretne dijelove i ima visoku pouzdanost. Međutim, mora se voditi računa o 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. Ako se unutrašnja komora ne očisti temeljito, kada se toplotna cijev zagrije, ostatak će proizvesti plin koji se ne može kondenzirati i smanjiti performanse cijevi.