Conocimientos básicos y puntos de diseño de HeatPipe
Los tubos de calor se utilizan a menudo en el diseño térmico actual, incluidas nuestras computadoras portátiles, PC y teléfonos móviles comunes. Los siguientes factores deben tenerse en cuenta en el diseño de la tubería de calor:
1. Carga de calor o calor a transferir
2. Temperatura de trabajo
3. Material de la tubería
4. Fluido de trabajo
5. Estructura capilar
6. Longitud y diámetro del tubo de calor
7. Longitud de contacto de la zona de evaporación
8. Longitud de contacto del área de compensación
9. Dirección de la gravedad
10. Influencia de la flexión y planitud de la tubería de calor
¿Qué es la estructura capilar? ¿Cómo afecta el rendimiento de los tubos de calor?
Hay cuatro capilares comunesTubos de calorestructuras, incluidas ranuras, malla de alambre, polvo sinterizado, metal y fibra. La estructura capilar está revestida en la pared interior del recipiente del tubo de calor y permite que el líquido fluya de un extremo al otro del tubo de calor a través de la acción capilar. Cada estructura capilar tiene sus ventajas y desventajas. No existe una estructura capilar perfecta. Cada estructura capilar tiene su propio límite.
Estructura de la ranura:El límite capilar es el más bajo, pero el efecto es mejor cuando el condensador se encuentra por encima del evaporador.
Malla de alambreestructura:Con el núcleo de algodón más uniforme, su principio de funcionamiento es en la dirección de la gravedad donde el evaporador se encuentra sobre el condensador.
Polvo sinterizadoestructura:El efecto es mejor en la dirección de la gravedad. Debido a que el núcleo de metal en polvo sinterizado está adherido 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.
Metal unnd estructura de la fibra:Adecuado para heatpipe de curvatura de radio pequeño.
¿Cómo afectan la longitud y el diámetro al rendimiento 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 propagación del vapor, por lo que debe tenerse en cuenta en el diseño de la tubería de calor. El área de sección transversal más grande del tubo de calor (es decir, el diámetro más grande del tubo de calor) permitirá que se transfiera una mayor cantidad de vapor desde el evaporador al condensador. El área de la sección transversal del tubo de calor es una función directa del límite acústico y el límite de arrastre del tubo de calor. Sin embargo, la temperatura de trabajo del tubo de calor también afectará el límite acústico del tubo de calor. Comparando la transferencia de calor de tubos de calor con diferentes diámetros. Se puede ver que el tubo de calor transmite más calor a una temperatura de funcionamiento más alta.
La velocidad a la que el fluido de trabajo regresa del condensador al evaporador está controlada por el límite capilar y es una función recíproca de la longitud del tubo de calor. Los tubos de calor más largos transfieren menos calor que los tubos de calor más cortos.
¿Cómo afecta la dirección de la gravedad al rendimiento de los tubos de calor?
La estructura con un límite capilar alto puede vencer la gravedad y transferir más fluido de trabajo del condensador al evaporador. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el absorbedor de calor de 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).
¿Cómo afecta el doblado de la tubería de calor al rendimiento?
Si el radio de curvatura es demasiado pequeño, se dañará la sinterización de metal en polvo o la capa de malla de alambre. Por lo tanto, el codo del tubo de calor puede reducir el calor que se puede transmitir. Los resultados experimentales muestran que si el radio de curvatura es igual o superior a 3 veces, la curvatura no afectará el rendimiento.
¿Cómo afecta el aplanamiento del espesor del tubo de calor al rendimiento?
Si el tubo de calor se aplana, el límite de sonido y el límite de arrastre se reducirán en relación con el espesor aplanado. Por lo tanto, un aplanamiento excesivo de la tubería de calor 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 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 media de funcionamiento al rendimiento?
La temperatura de trabajo promedio de la tubería de calor afectará el rendimiento. Cuanto mayor sea la temperatura media, mejor será el rendimiento. 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 al 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 alta confiabilidad. Sin embargo, se debe tener cuidado en el diseño y fabricación de tubos de calor. Dos factores de fabricación reducirán la confiabilidad de la tubería de calor: estanqueidad y limpieza. Cualquier fuga en el tubo de calor eventualmente hará que el tubo de calor falle. Si la cámara interna no se limpia a fondo, cuando se calienta la tubería de calor, el residuo producirá gas no condensable y reducirá el rendimiento de la tubería.
