Общо представяне на дизайна на топлинната тръба
Съображения при проектирането на топлинни тръби
Топлинните тръби се използват широко в сегашния дизайн за разсейване на топлината, включително нашите обичайни лаптопи и мобилни телефони. При проектирането на топлинна тръба трябва да се вземат предвид следните фактори:
топлинна тръба Qmax или източник на топлина.
работна температура.
меден материал.
работна течност.
Структура на фитила.
Дължина и диаметър на топлинната тръба.
топлинна контактна зона.
контактна зона на кондензатора.
посока на гравитацията.
Влияние на огъване и плоскост на топлинната тръба.
Какви материали могат да се използват за изграждане на топлинни тръби?
Топлинната тръба е предимно метална безшевна стоманена тръба и могат да се използват различни материали според различните нужди, като мед, алуминий, въглеродна стомана, неръждаема стомана, легирана стомана и др. Тръбата може да бъде стандартна кръгла или със специална форма. овална, квадратна, правоъгълна, плоска, гофрирана тръба и др. Диаметърът на тръбата варира от 2 mm до 200 mm или дори по-голям. Дължината може да варира от няколко милиметра до повече от 100 метра. Медта и алуминият се използват най-вече като суровини в повечето дизайнерски решения. Цветните метали се използват като тръби главно за изпълнение на изискванията за съвместимост с работния флуид.
Какво е фитилна структура? Как се отразява на работата на топлинните тръби?
Структура на канала: капилярната граница е най-ниската, но ефектът е най-добър, когато кондензаторът е разположен над изпарителя.
Мрежеста структура: има най-равномерната памучна сърцевина и принципът на работа е, че изпарителят е разположен над кондензатора.
Синтерована структура: Ефективността е най-добра в посока на гравитацията. Тъй като сърцевината от синтерован прахообразен метал е свързана към стената на тръбата чрез метал, нейната топлопроводимост от стената на тръбата към сърцевината или обратното е най-добрата от четирите общи сърцевини.
Как дължината и диаметърът на топлинната тръба влияят върху производителността?
Разликата в налягането на парата между кондензатора и изпарителя определя скоростта на разпространение на парата между кондензатора и изпарителя. В допълнение, диаметърът и дължината на топлинната тръба ще повлияят на скоростта на предаване на парата, така че трябва да се вземе предвид при проектирането на топлинната тръба.
Как ориентацията влияе на работата на топлинната тръба?
Структурата с висока капилярна граница може да преодолее гравитацията и да прехвърли повече работна течност от кондензатора към изпарителя. Въпреки това, както беше споменато по-рано, топлинният абсорбер със сърцевина от синтерован прахообразен метал с най-висока капилярна граница работи най-добре при условия, подпомагани от гравитацията (изпарителят е над кондензатора), вижте снимките по-долу за ориентацията на гравитацията към производителността на топлинната тръба.
Как огъването на топлинната тръба влияе на производителността?
Ако топлинната тръба е огъната твърде стегнато, фитилът може да се спука (синтероване на прахов метал) или да се срути и да бъде захванат (телена мрежа). Следователно огъването на топлинната тръба може да намали топлината, която може да бъде предадена. Експерименталните резултати показват, че ако радиусът на огъване е равен или по-голям от 3 пъти диаметъра на топлинната тръба, огъването няма да повлияе очевидно на производителността.
Как сплескването влияе върху работата на топлинната тръба?
Ако топлинната тръба е сплескана, дебелината на топлинната тръба ще бъде намалена. Следователно прекомерното сплескване на топлинната тръба ще намали топлината, която може да бъде предадена и дори напълно ще блокира преминаването на пара. Експерименталните резултати показват, че правилното сплескване няма да повлияе на производителността, но прекомерното сплескване ще повлияе на производителността. Ако дебелината на канала за пара след сплескване е по-голяма от 2 mm, производителността няма да бъде намалена в сравнение с кръглата тръба.
Как работната температура на топлинната тръба влияе върху производителността?
Работната температура на топлинната тръба ще повлияе на работата на топлинната тръба. Колкото по-висока е температурата, толкова по-добра е производителността до известна степен. Това се дължи на по-ниския вискозитет на работната течност при по-високи температури, което позволява повече работна течност да тече от изпарителя към маслената сърцевина през кондензатора. При по-високи температури работният флуид също може да стане по-летлив в газообразно състояние.
Надеждна ли е топлинната тръба?
Топлинната тръба няма движещи се части и има много висока надеждност. Въпреки това, трябва да бъдете внимателни при проектирането и производството на топлинни тръби. Два производствени фактора ще намалят надеждността на топлинната тръба: плътност и чистота. Всяко изтичане в топлинната тръба в крайна сметка ще доведе до повреда на топлинната тръба. Някои външни фактори също могат да съкратят живота на топлинните тръби, като изпускане, вибрации, силов удар, термичен удар и корозивна среда.
