Основни съображения за проектиране на топлинна тръба

Топлинната тръба е вид топлопреносен елемент, който използва напълно принципа на топлопроводимост и свойството за бърз топлопренос на охлаждащата среда. Топлината на горещия обект бързо се прехвърля към външната страна на източника на топлина през топлинната тръба и неговата топлопроводимост далеч надвишава тази на всеки известен метал.

Топлинните тръби често се използват в текущия дизайн на разсейване на топлината, включително нашите обичайни преносими компютри, мобилни телефони и т.н. Следните фактори трябва да бъдат взети предвид при проектирането на топлинна тръба: топлинно натоварване или топлина, която трябва да бъде прехвърлена; Работна температура; Тръба; Работна течност; Капилярна структура; Дължина и диаметър на топлинната тръба; Контактна дължина на зоната на изпарение; Контактна дължина на зоната на компенсация; Посока; Ефектът от огъване и сплескване на топлинна тръба и др.

При проектирането на топлинна тръба трябва да се вземат предвид следните фактори:

1, Избор на работна течност

① Работният флуид трябва да се адаптира към работната температурна зона на топлинната тръба и да има подходящо налягане на наситените пари;

② Работната течност трябва да е съвместима с обвивката и материала на фитила и да има добра термична стабилност;

③ Работната течност трябва да има добри цялостни термофизични свойства;

2, Структура на течно засмукващо ядро

Изборът на фитил е сложен проблем. От гледна точка на осигуряване на максимална скорост на топлообмен, фитилът трябва да има много малък ефективен капилярен радиус r. За да се осигури максимално капилярно налягане, стойността на пропускливостта K трябва да бъде голяма, за да се намали загубата на налягане на връщането течност и съпротивлението на топлопроводимост трябва да е малко, за да се намали радиалното съпротивление на топлопроводимост. Трудно е фитилът с една и съща структура да отговаря на всички горепосочени изисквания, така че има композитни структури на фитила и фитил на ствола, но трудността и цената на производството се увеличават. Следователно, когато избирате сърцевината за засмукване на течност, трябва да се обърне внимание на избора на най-простата структура въз основа на изискванията за пренос на топлина. За топлинни тръби, използвани на земята, трябва да се използва гравитационен обратен хладник, доколкото е възможно, и да се използват термосифони без сърцевини за абсорбиране на течности.

3, Работна температура

При посочените проектни условия температурата на източника на студ и източника на топлина е известна и условията за топлопредаване също са ясни, така че работният температурен диапазон на самата топлинна тръба може да се изчисли по обща формула за топлопренос. Работната температура тук обикновено се отнася до температурата на парата на работната течност в топлинната тръба по време на работа. Когато една добра топлинна тръба работи, работният флуид трябва да бъде в двуфазно състояние на пара и течност. Тъй като точката на топене на избрания работен флуид трябва да е по-ниска от работната температура на топлинната тръба, топлинната тръба може да работи нормално. Фигура 3-59 изброява температурния диапазон на точката на топене, точката на кипене и критичната точка (вертикална къса линия на сегмента), която може да се използва като работна течност на топлинна тръба. От фигурата може да се види, че тези течности се припокриват в някои температурни области, т.е. в някои температурни области могат да бъдат избрани няколко работни течности. Необходимо е да се вземат предвид фактори като налягане на насищане, цена, термична стабилност, нетоксичност и т.н. на свой ред и да се сравнят, за да се направи избор.

4. Има четири общи капиляраТоплинни тръбиструктури, включително жлебове, телена мрежа, синтерован прах, метал и влакна. Капилярната структура е поставена върху вътрешната стена на контейнера на топлинната тръба и позволява на течността да тече от единия край на топлинната тръба към другия чрез капилярно действие. Всяка капилярна структура има своите предимства и недостатъци. Няма идеална капилярна структура. Всяка капилярна структура има своя граница.

Топлинната тръба няма движещи се части и е с висока надеждност. Трябва обаче да се внимава 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. Ако вътрешната камера не е напълно почистена, когато топлинната тръба се нагрее, остатъкът ще произведе некондензиращ газ и ще намали производителността на тръбата.