Consideraciones clave para el diseño de tuberías de calor
El tubo de calor es un tipo de elemento de transferencia de calor que aprovecha al máximo el principio de conducción de calor y la propiedad de transferencia de calor rápida del medio de refrigeración. El calor del objeto caliente se transfiere rápidamente al exterior de la fuente de calor a través del tubo de calor, y su conductividad térmica supera con creces la de cualquier metal conocido.
Los tubos de calor se utilizan a menudo en el diseño de disipación de calor actual, incluidas nuestras computadoras portátiles comunes, teléfonos móviles, etc. Se deben considerar los siguientes factores en el diseño del tubo de calor: carga de calor o calor a transferir; Temperatura de funcionamiento; Tubo; Trabajando fluidamente; estructura capilar; Longitud y diámetro del tubo de calor; Longitud de contacto de la zona de evaporación; Longitud de contacto del área de compensación; Dirección; El efecto de doblar y aplanar la tubería de calor, etc.
Los siguientes factores deben ser considerados en el diseño de la tubería de calor:
1, selección de fluido de trabajo
① El fluido de trabajo se adaptará a la zona de temperatura de trabajo del tubo de calor y tendrá una presión de vapor saturada adecuada;
② El fluido de trabajo deberá ser compatible con la carcasa y el material de la mecha, y deberá tener una buena estabilidad térmica;
③ El fluido de trabajo deberá tener buenas propiedades termofísicas integrales;
2, estructura del núcleo de succión de líquido
La selección de la mecha es un problema complejo. Desde el punto de vista de proporcionar la máxima tasa de transferencia de calor, se requiere que la mecha tenga un radio capilar efectivo r muy pequeño. Para proporcionar la máxima presión capilar, el valor de permeabilidad K debe ser grande para reducir la pérdida de presión del retorno. líquido, y la resistencia a la conductividad térmica debe ser pequeña para reducir la resistencia a la conductividad térmica radial. Es difícil hacer que la mecha con la misma estructura cumpla con todos los requisitos anteriores, por lo que existen estructuras compuestas de mecha y mecha de tronco, pero la dificultad y el costo de fabricación aumentan. Por lo tanto, al seleccionar el núcleo de succión de líquido, se debe prestar atención a seleccionar la estructura más simple sobre la base de cumplir con los requisitos de transferencia de calor. Para los tubos de calor utilizados en el suelo, se utilizará reflujo por gravedad tanto como sea posible, y se utilizarán termosifones sin núcleos de absorción de líquido.
3, temperatura de funcionamiento
Bajo las condiciones de diseño especificadas, se conoce la temperatura de la fuente de frío y de la fuente de calor, y las condiciones de transferencia de calor también son claras, por lo que el rango de temperatura de funcionamiento de la tubería de calor se puede calcular mediante una fórmula general de transferencia de calor. La temperatura de trabajo aquí generalmente se refiere a la temperatura del vapor del líquido de trabajo en el tubo de calor durante la operación. Cuando una buena tubería de calor funciona, el fluido de trabajo debe estar en un estado bifásico vapor líquido. Debido a que el punto de fusión del fluido de trabajo seleccionado debe ser más bajo que la temperatura de trabajo de la tubería de calor, la tubería de calor puede funcionar normalmente. La figura 3-59 enumera el rango de temperatura del punto de fusión, el punto de ebullición y el punto crítico (línea corta vertical en el segmento de línea) que se puede usar como líquido de trabajo de la tubería de calor. Se puede ver en la figura que estos líquidos se superponen en algunas regiones de temperatura, es decir, se pueden seleccionar varios líquidos de trabajo en algunas regiones de temperatura. Es necesario considerar sucesivamente factores como la presión de saturación, el precio, la estabilidad térmica, la no toxicidad, etc. y compararlos para tomar una decisión.
4. Hay cuatro capilares comunesTubos de calorestructuras, incluyendo ranuras, malla de alambre, polvo sinterizado, metal y fibra. La estructura capilar está revestida en la pared interior del contenedor 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.
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: hermeticidad y limpieza. Cualquier fuga en la tubería de calor eventualmente hará que la tubería 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.
