Jak działają rury cieplne

Therura cieplnajest rodzajem elementu wymiany ciepła, który w pełni wykorzystuje zasadę przewodzenia ciepła i szybkie właściwości wymiany ciepła czynnika chłodzącego.przewodność cieplna.

 

 

W 1963 roku technologia rurek cieplnych została wynaleziona przez George'a Grovera z Los Alamos National Laboratory.

 

Rura cieplna jest rodzajem elementu wymiany ciepła, który w pełni wykorzystuje zasadę przewodzenia ciepła i szybkie właściwości wymiany ciepła czynnika chłodzącego.przewodność cieplna.

 

Technologia rurek cieplnych była już wcześniej wykorzystywana w przemyśle lotniczym, wojskowym i innych.Odkąd wprowadzono go do przemysłu produkującego grzejniki, ludzie zmienili myślenie projektowe tradycyjnych grzejników i pozbyli się tradycyjnego trybu rozpraszania ciepła, który opiera się wyłącznie na wentylatorach o dużej mocy, aby uzyskać lepsze rozpraszanie ciepła.

 

Zamiast tego zastosowano nowy tryb chłodzenia z niską prędkością, wentylatorem o małej objętości powietrza i technologią rurek cieplnych.

 

Technologia rurek cieplnych dała szansę w cichej erze komputerów i jest szeroko stosowana w innych dziedzinach elektroniki.

 

Jak działają ciepłowody?

 

Zasada działania rurki cieplnej jest następująca: zawsze, gdy wystąpi różnica temperatur, nieuchronnie wystąpi zjawisko przenoszenia ciepła z wysokiej do niskiej temperatury.Rurka cieplna wykorzystuje chłodzenie wyparne, dzięki czemu różnica temperatur między dwoma końcami rurki cieplnej jest bardzo duża, dzięki czemu ciepło jest szybko przewodzone.Ciepło zewnętrznego źródła ciepła podnosi temperaturę ciekłego czynnika roboczego poprzez przewodnictwo cieplne ścianki rurowej sekcji odparowywania i wypełnionego czynnikiem roboczym rdzenia chłonnego cieczy;temperatura cieczy rośnie, a powierzchnia cieczy odparowuje, aż osiągnie ciśnienie pary nasyconej.sposób na przejście do pary.Para przepływa na drugi koniec pod niewielką różnicą ciśnień, uwalnia ciepło i ponownie skrapla się w ciecz, a ciecz przepływa z powrotem do sekcji odparowywania wzdłuż porowatego materiału pod wpływem siły kapilarnej.Ten cykl jest szybki, a ciepło może być stale odprowadzane.

 

Cechy techniczne rurek cieplnych

 

· Szybki efekt przewodzenia ciepła.Lekka i prosta konstrukcja

 

· Równomierny rozkład temperatury, może być stosowany do równomiernej temperatury lub działania izotermicznego. · Duża zdolność przenoszenia ciepła.Długa odległość wymiany ciepła.

 

· Nie ma aktywnych komponentów i sam nie zużywa energii.

 

· Nie ma ograniczeń co do kierunku wymiany ciepła, końcówka odparowująca i kondensacyjna mogą być zamienione miejscami.·Łatwy w obróbce, aby zmienić kierunek wymiany ciepła.

 

Trwała, długa żywotność, niezawodna, łatwa do przechowywania i przechowywania.Dlaczego technologia rurek cieplnych ma tak wysoką wydajność?Musimy spojrzeć na ten problem z termodynamicznego punktu widzenia.

 

Pochłanianie i wydzielanie ciepła przez obiekty są względne, a w przypadku różnicy temperatur nieuchronnie wystąpi zjawisko przenoszenia ciepła z wysokiej do niskiej temperatury.

 

Istnieją trzy sposoby przekazywania ciepła: promieniowanie, konwekcja i przewodzenie, spośród których przewodzenie ciepła jest najszybsze.

 

Rurka cieplna wykorzystuje chłodzenie wyparne, aby różnica temperatur między dwoma końcami rurki cieplnej była bardzo duża, dzięki czemu ciepło może być szybko odprowadzane.

 

 

Typowa rurka cieplna składa się z płaszcza rury, knota i zaślepki końcowej.

 

Metoda produkcji polega na przepompowaniu wnętrza rurki do podciśnienia 1,3×(10-1~10-4)Pa, a następnie napełnieniu jej odpowiednią ilością cieczy roboczej, tak aby materiał porowaty kapilarny cieczy wchłaniał rdzeń w pobliżu wewnętrznej ścianki rury jest wypełniony cieczą, a następnie uszczelniony.

 

Temperatura wrzenia cieczy spada pod wpływem podciśnienia i łatwo się ulatnia.Ścianka rury ma pochłaniający ciecz knot, który składa się z porowatych materiałów kapilarnych.

 

Materiał rurki cieplnej i wspólny płyn roboczy

 

Jeden koniec rurki cieplnej to koniec odparowujący, a drugi koniec to koniec kondensacyjny.

 

Kiedy jedna sekcja rurki cieplnej jest podgrzewana, ciecz w kapilarze szybko odparowuje, a para przepływa na drugi koniec pod niewielką różnicą ciśnień, uwalnia ciepło i ponownie skrapla się w ciecz.

 

Ciecz spływa z powrotem do sekcji odparowywania wzdłuż materiału porowatego dzięki sile kapilarnej, a cykl jest nieskończony.Ciepło jest przekazywane z jednego końca ciepłowodu na drugi koniec.Cykl ten przebiega szybko, a ciepło może być prowadzone w sposób ciągły.

 

Sześć powiązanych procesów wymiany ciepła w rurach cieplnych

 

1. Ciepło jest przekazywane ze źródła ciepła do interfejsu (ciecz-para) przez ściankę ciepłowodu i knot wypełniony cieczą roboczą;

 

2. Ciecz odparowuje na granicy faz (ciecz-para) w sekcji parowania oraz 3. Para w komorze parowej przepływa z sekcji parowania do sekcji kondensacji;

 

4. Para kondensuje na granicy para-ciecz w sekcji kondensacji;

 

5. Ciepło jest przenoszone z interfejsu (para-ciecz) do źródła zimna przez knot, ciecz i ściankę rurki;

 

6. W knotze skroplona ciecz robocza jest zawracana do sekcji odparowywania w wyniku działania kapilarnego.

 

Wewnętrzna struktura rury cieplnej

 

Porowata warstwa na wewnętrznej ściance ciepłowodu ma wiele postaci, najczęściej spotykane to: spiekanie proszków metali, rowek, siatka metalowa itp.

 

1. Struktura gorącego żużla

 

 

Dosłownie struktura wewnętrzna tej rurki cieplnej przypomina zwęglone brykiety lub gorący żużel.

 

W pozornie szorstkiej ścianie wewnętrznej znajdują się wszelkiego rodzaju malutkie dziurki, są one jak naczynia włosowate na ludzkim ciele, płyn w rurce cieplnej będzie krążył w tych małych dziurkach, tworząc silną siłę syfonu.

 

W rzeczywistości proces wytwarzania takiej rury cieplnej jest stosunkowo skomplikowany.Proszek miedzi jest podgrzewany do określonej temperatury.Przed całkowitym stopieniem krawędź cząstek proszku miedzi na czole najpierw stopi się i przylgnie do otaczającego proszku miedzi, tworząc w ten sposób to, co teraz widzisz.do pustej struktury.

 

 

Na zdjęciu można by pomyśleć, że jest bardzo miękki, ale w rzeczywistości ten gorący żużel nie jest ani miękki ani luźny, ale bardzo silny.

 

Ponieważ jest to substancja podgrzewana proszkiem miedzi w wysokiej temperaturze, po schłodzeniu przywracają pierwotną twardą teksturę metalu.

 

Ponadto, z punktu widzenia produkcji, koszt wytworzenia rurki cieplnej o takim procesie i konstrukcji jest stosunkowo wysoki.

 

2. Struktura rowka

 

 

Wewnętrzna struktura tej rurki cieplnej jest zaprojektowana jak równoległe wykopy.

 

Działa również jak kapilary, a powracająca ciecz jest szybko prowadzona w rurce cieplnej przez te rowki.

 

Jednak w zależności od precyzji i grubości szczeliny, zgodnie z poziomem procesu i kierunkiem rowka itp., będzie to miało duży wpływ na rozpraszanie ciepła przez rurkę cieplną.

 

Z punktu widzenia kosztów produkcji, wytwarzanie tej rury grzejnej jest stosunkowo proste, łatwiejsze w produkcji i stosunkowo niedrogie w produkcji.

 

Jednak technologia obróbki rowka rury cieplnej jest bardziej wymagająca.Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest podążać za kierunkiem powrotu cieczy, więc teoretycznie sprawność rozpraszania ciepła nie jest tak wysoka jak poprzednia.

 

3. Wiele metalowych siatek

 

Coraz częściej stosowane grzejniki rurowe wykorzystują tę konstrukcję z wielometalowej siatki.Na zdjęciu widać, że kłaczkowaty materiał wewnątrz rurki cieplnej jest jak zepsuty słomkowy kapelusz.

 

- Ogólnie rzecz biorąc, wnętrze tego ciepłowodu to metalowa tkanina wykonana z miedzianych drutów.Między małymi drutami miedzianymi jest wiele szczelin, ale struktura tkaniny nie pozwoli na przemieszczanie się tkaniny i blokowanie rurki cieplnej.

 

Z punktu widzenia kosztów, struktura wewnętrzna tej rury cieplnej jest stosunkowo prosta, a także prostsza w produkcji.

 

Do wypełnienia tych wielometalowych tkanin wystarczy tylko jedna zwykła miedziana rurka.Teoretycznie efekt rozpraszania ciepła nie jest tak dobry jak poprzednie dwa.