Introducción común del diseño de tubos de calor
Consideraciones en el diseño de tubos de calor
Los tubos de calor se utilizan ampliamente en el diseño actual de disipación térmica, incluidas nuestras computadoras portátiles y teléfonos móviles comunes. Los siguientes factores deben ser considerados en el diseño de la tubería de calor:
heatpipe Qmax o fuente de calor.
temperatura de trabajo.
material de cobre
trabajando fluidamente .
Estructura de mecha.
Longitud y diámetro del tubo de calor.
área de contacto con el calor.
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 en su mayoría tubería de acero sin costura de metal, y se pueden usar diferentes materiales de acuerdo con las diferentes necesidades, como cobre, aluminio, acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, etc. La tubería puede ser redonda estándar o de forma especial, como tubería ovalada, cuadrada, rectangular, plana, 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 el rendimiento de los tubos de calor?
Estructura de ranura: el límite capilar es el más bajo, pero el efecto es mejor cuando el condensador está ubicado sobre el 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 los cuatro núcleos comunes.
¿Cómo afectan el rendimiento la longitud y el diámetro de la tubería de calor?
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 del vapor, por lo que debe tenerse en cuenta en el diseño de la tubería de calor.
¿Cómo afecta la orientación al rendimiento de la tubería de calor?
La estructura con alto límite capilar puede vencer la gravedad y transferir más fluido de trabajo del condensador al evaporador. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el absorbedor de calor con núcleo de metal en polvo sinterizado con el límite capilar más alto funciona mejor en condiciones asistidas por gravedad (el evaporador está sobre el condensador), vea las imágenes a continuación sobre la orientación de la gravedad para el rendimiento del tubo de calor.
¿Cómo afecta el doblado del tubo de calor al rendimiento?
Si el tubo de calor está demasiado doblado, la mecha puede agrietarse (sinterización de polvo de metal) o colapsarse y sujetarse (malla de alambre). Por lo tanto, la flexión de la tubería de calor puede reducir el calor que se puede transmitir. Los resultados experimentales muestran que si el radio de curvatura es igual o mayor a 3 veces el diámetro del tubo de calor, la curvatura no afectará el rendimiento obviamente.
¿Cómo afecta el aplanamiento al rendimiento de la tubería de calor?
Si se aplana el tubo de calor, se reducirá el grosor del tubo de calor. Por lo tanto, un aplanamiento excesivo del heat pipe reducirá el calor que se puede transmitir e incluso bloqueará por completo el paso del vapor. Los resultados experimentales muestran que un aplanamiento adecuado no afectará el rendimiento, pero un aplanamiento excesivo sí afectará el rendimiento. Si el espesor 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 de la tubería 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 a un estado gaseoso.
¿La tubería de calor es confiable?
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 confiabilidad de la tubería de calor: hermeticidad y limpieza. Cualquier fuga en la tubería de calor eventualmente hará que la tubería de calor falle. Algunos factores externos también pueden acortar la vida útil de las tuberías de calor, como caídas, vibraciones, impactos forzados, choques térmicos y entornos corrosivos.
