Conocimientos básicos de diseño de heatpipe
Consideraciones en el diseño de tubos de calor
Los tubos de calor son ampliamente utilizados en el diseño actual de disipación térmica, incluidas nuestras computadoras portátiles y teléfonos móviles comunes. Los siguientes factores deben tenerse en cuenta en el diseño de la tubería de calor:
heatpipe Qmax o fuente de calor.
temperatura de trabajo。
material de cobre.
fluido de trabajo .
Estructura de mecha.
Longitud y diámetro del tubo de calor.
área de contacto térmico.
área de contacto del condensador.
dirección de la gravedad.
Influencia de la flexión y planitud del tubo de calor.
¿Qué materiales se pueden utilizar para construir tubos de calor?
La tubería de calor es principalmente una tubería de acero sin costura de metal, y se pueden usar diferentes materiales de acuerdo con diferentes necesidades, como cobre, aluminio, acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, etc. La tubería puede ser redonda estándar o de forma especial.como ovalada, cuadrada, rectangular, plana, tubería corrugada, etc. El diámetro de la tubería varía de 2 mm a 200 mm o incluso más. La longitud puede variar desde unos pocos milímetros hasta más de 100 metros. El cobre y el aluminio se utilizan principalmente como materias primas en la mayoría de las soluciones de diseño. Los metales no ferrosos se utilizan como tuberías principalmente para cumplir con los requisitos de compatibilidad con el fluido de trabajo.
¿Qué es la estructura de la mecha? ¿Cómo afecta al rendimiento de los tubos de calor?
Estructura del surco: El límite capilar es el más bajo, pero el efecto es el mejor cuando el condensador se encuentra por encima del evaporador.
Estructura de malla: Tiene el núcleo de algodón más uniforme, y su principio de funcionamiento es que el evaporador se encuentra sobre el condensador.
Estructura sinterizada: El rendimiento es mejor en la dirección de la gravedad. Debido a que el núcleo de metal en polvo sinterizado está unido a la pared de la tubería a través del metal, su conducción de calor desde la pared de la tubería hasta el núcleo o viceversa es la mejor de las cuatro centrales comunes.
¿Cómo afectan la longitud y el diámetro del tubo de calor al rendimiento?
La diferencia de presión de vapor entre el condensador y el evaporador determina la velocidad de propagación del vapor entre el condensador y el evaporador. Además, el diámetro y la longitud de la tubería de calor afectarán la velocidad de transmisión de vapor, por lo que debe considerarse en el diseño de la tubería de calor.
¿Cómo afecta la orientación al rendimiento del tubo de calor?
La estructura con alto límite capilar puede superar la gravedad y transferir más fluido de trabajo del condensador al evaporador. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el absorbedor de calor del núcleo de metal en polvo sinterizado con el límite capilar más alto funciona mejor en condiciones asistidas por gravedad (el evaporador está por encima del condensador), vea a continuación las imágenes sobre la orientación de la gravedad al rendimiento del heatpipe.
¿Cómo afecta el doblado de tubos de calor al rendimiento?
Si el tubo de calor está doblado demasiado apretado, la mecha puede agrietarse (sinterización de metal en polvo) o colapsar y sujetarse (malla de alambre). Por lo tanto, la flexión del tubo de calor puede reducir el calor que se puede transmitir. Los resultados experimentales muestran que si el radio de flexión es igual o superior a 3 veces el diámetro del tubo de calor, la flexión no afectará el rendimiento obviamente.
¿Cómo afecta el aplanamiento al rendimiento del tubo de calor?
Si el tubo de calor se aplana, el grosor del tubo de calor se reducirá. Por lo tanto, el aplanamiento excesivo del tubo de calor reducirá el calor que se puede transmitir e incluso bloqueará completamente el paso del vapor. Los resultados experimentales muestran que el aplanamiento adecuado no afectará el rendimiento, pero el aplanamiento excesivo afectará el rendimiento. Si el grosor del canal de vapor después del aplanamiento es superior a 2 mm, el rendimiento no se reducirá en comparación con la tubería circular.
¿Cómo afecta la temperatura de trabajo del tubo de calor al rendimiento?
La temperatura de trabajo de la tubería de calor afectará el rendimiento de la tubería de calor. Cuanto mayor sea la temperatura, mejor será el rendimiento hasta cierto punto. Esto se debe a la menor viscosidad del fluido de trabajo a temperaturas más altas, lo que permite que fluya más fluido de trabajo desde el evaporador hasta el núcleo de aceite a través del condensador. A temperaturas más altas, el fluido de trabajo también puede volverse más volátil en un estado gaseoso.
¿Es fiable el tubo de calor?
El tubo de calor no tiene partes móviles y tiene una fiabilidad muy alta. Sin embargo, debe tener cuidado en el diseño y fabricación de tubos de calor. Dos factores de fabricación reducirán la fiabilidad del tubo de calor: estanqueidad y limpieza. Cualquier fuga en el tubo de calor eventualmente hará que el tubo de calor falle. Algunos factores externos también pueden acortar la vida útil de las tuberías de calor, como la caída, la vibración, el impacto de la fuerza, el choque térmico y el ambiente corrosivo.
