Ang heat pipe ay isang uri ng heat transfer element, na ganap na gumagamit ng prinsipyo ng heat conduction at ang mabilis na heat transfer properties ng cooling medium. thermal conductivity.
Noong 1963, ang teknolohiya ng heat pipe ay naimbento ni George Grover ng Los Alamos National Laboratory.
Ang heat pipe ay isang uri ng heat transfer element, na lubos na gumagamit ng prinsipyo ng heat conduction at ang mabilis na heat transfer properties ng cooling medium. thermal conductivity.
Ang teknolohiya ng heat pipe ay ginamit noon sa aerospace, militar at iba pang industriya. Mula noong ipinakilala ito sa industriya ng pagmamanupaktura ng radiator, binago ng mga tao ang pag-iisip ng disenyo ng mga tradisyonal na radiator at inalis ang tradisyonal na mode ng pagwawaldas ng init na umaasa lamang sa mga fan na may mataas na volume upang makakuha ng mas mahusay na pagwawaldas ng init.
Sa halip, gumagamit ito ng bagong cooling mode na may mababang bilis, mababang air volume fan at teknolohiya ng heat pipe.
Ang teknolohiya ng heat pipe ay nagdala ng pagkakataon sa tahimik na panahon ng mga computer at malawakang ginagamit sa iba pang mga electronic field.
Paano gumagana ang mga heat pipe?
Ang prinsipyo ng paggana ng heat pipe ay: sa tuwing may pagkakaiba sa temperatura, hindi maiiwasang mangyari ang hindi pangkaraniwang bagay ng paglipat ng init mula sa mataas na temperatura patungo sa mababang temperatura. Ang heat pipe ay gumagamit ng evaporative cooling, upang ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang dulo ng heat pipe ay napakalaki, upang ang init ay isinasagawa nang mabilis. Ang init ng panlabas na pinagmumulan ng init ay nagpapataas ng temperatura ng likidong gumaganang daluyan sa pamamagitan ng pagpapadaloy ng init ng dingding ng tubo ng seksyon ng pagsingaw at ang likidong sumisipsip na core na puno ng gumaganang daluyan; ang temperatura ng likido ay tumataas, at ang likidong ibabaw ay sumingaw hanggang sa maabot nito ang puspos na presyon ng singaw. paraan upang makapasa sa singaw. Ang singaw ay dumadaloy sa kabilang dulo sa ilalim ng isang maliit na pagkakaiba sa presyon, naglalabas ng init, at muling namumuo sa likido, at ang likido ay dumadaloy pabalik sa seksyon ng pagsingaw kasama ang buhaghag na materyal sa pamamagitan ng puwersa ng capillary. Ang cycle na ito ay mabilis, at ang init ay maaaring patuloy na maalis.
Mga teknikal na feature ng heat pipe
·High-speed heat conduction effect. Magaan at simpleng istraktura
·Kahit na ang pamamahagi ng temperatura, ay maaaring gamitin para sa pare-parehong temperatura o isothermal na pagkilos.·Malaking heat transfer capacity. Mahabang distansya ng paglipat ng init.
·Walang mga aktibong bahagi, at hindi ito kumukonsumo ng kapangyarihan mismo.
·Walang paghihigpit sa direksyon ng paglipat ng init, ang evaporating na dulo at ang condensing na dulo ay maaaring palitan. · Madaling iproseso upang baguhin ang direksyon ng paglipat ng init.
Matibay, mahabang buhay, maaasahan, madaling iimbak at panatilihin. Bakit ang teknolohiya ng heat pipe ay may napakataas na pagganap? Kailangan nating tingnan ang problemang ito mula sa isang thermodynamic point of view.
Relatibo ang pagsipsip ng init at paglabas ng init ng mga bagay, at sa tuwing may pagkakaiba sa temperatura, hindi maiiwasang mangyari ang hindi pangkaraniwang bagay ng paglipat ng init mula sa mataas na temperatura patungo sa mababang temperatura.
May tatlong paraan ng paglipat ng init: radiation, convection, at conduction, kung saan ang heat conduction ang pinakamabilis.
Gumagamit ang heat pipe ng evaporative cooling upang gawing napakalaki ng pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang dulo ng heat pipe, upang mabilis na maisagawa ang init.
Ang isang tipikal na heat pipe ay binubuo ng isang tube shell, isang wick at isang end cap.
Ang paraan ng produksyon ay ang pagbomba sa loob ng tubo sa negatibong presyon na 1.3×(10-1~10-4)Pa at pagkatapos ay punan ito ng naaangkop na dami ng gumaganang likido, upang ang capillary buhaghag materyal ng likido pagsipsip core malapit sa panloob na pader ng tubo ay puno ng likido at pagkatapos ay selyadong.
Bumababa ang boiling point ng likido sa ilalim ng negatibong presyon, at madali itong mag-volatilize. Ang dingding ng tubo ay may likidong sumisipsip na mitsa, na binubuo ng mga maliliit na butas na materyales.
Heat pipe material at karaniwang working fluid
Ang isang dulo ng heat pipe ay ang evaporating na dulo at ang kabilang dulo ay ang condensing end.
Kapag ang isang seksyon ng heat pipe ay pinainit, ang likido sa capillary ay mabilis na sumingaw, at ang singaw ay dumadaloy sa kabilang dulo sa ilalim ng isang maliit na pagkakaiba sa presyon, naglalabas ng init, at muling namumuo sa likido.
Ang likido ay dumadaloy pabalik sa evaporation section kasama ang porous na materyal sa pamamagitan ng capillary force, at ang cycle ay walang katapusan. Ang init ay inililipat mula sa isang dulo ng heat pipe patungo sa kabilang dulo. Ang siklo na ito ay mabilis na isinasagawa, at ang init ay maaaring patuloy na isinasagawa.
Anim na Kaugnay na Proseso ng Heat Transfer sa Heat Pipe
1. Ang init ay inililipat mula sa pinagmumulan ng init patungo sa (liquid-vapor) interface sa pamamagitan ng dingding ng heat pipe at ang mitsa na puno ng gumaganang likido;
2. Ang likido ay sumingaw sa (liquid-vapor) interface sa seksyon ng evaporation, at 3. Ang singaw sa steam chamber ay dumadaloy mula sa evaporation section patungo sa condensation section;
4. Namumuo ang singaw sa interface ng vapor-liquid sa seksyon ng condensation;
5. Ang init ay inililipat mula sa (vapor-liquid) interface patungo sa malamig na pinagmumulan sa pamamagitan ng mitsa, likido at dingding ng tubo;
6. Sa wick, ang condensed working liquid ay ibinalik sa evaporation section dahil sa capillary action.
Panloob na istraktura ng heat pipe
Ang porous na layer sa panloob na dingding ng heat pipe ay may maraming anyo, ang mas karaniwan ay: metal powder sintering, groove, metal mesh, atbp.
1. Mainit na istraktura ng slag
Literal, ang panloob na istraktura ng heat pipe na ito ay parang charred briquette o hot slag.
Sa tila magaspang na panloob na dingding, mayroong lahat ng uri ng maliliit na butas, ang mga ito ay parang mga capillary sa katawan ng tao, ang likido sa heat pipe ay magdadala sa mga maliliit na butas na ito, na bubuo ng isang malakas na puwersa ng siphon.
Sa katunayan, ang proseso ng paggawa ng naturang heat pipe ay medyo kumplikado. Ang tansong pulbos ay pinainit sa isang tiyak na temperatura. Bago ito ganap na matunaw, ang gilid ng noo ng mga particle ng tansong pulbos ay unang matutunaw at makakadikit sa nakapaligid na pulbos na tanso, kaya bubuo sa nakikita mo ngayon. sa guwang na istraktura.
Mula sa larawan, maaari mong isipin na ito ay napakalambot, ngunit sa katunayan, ang mainit na slag na ito ay hindi malambot o maluwag, ngunit napakalakas.
Dahil ito ay isang substance na pinainit ng tansong pulbos sa mataas na temperatura, pagkatapos nilang lumamig, ibinabalik nila ang orihinal na matigas na texture ng metal.
Bilang karagdagan, mula sa punto ng pagmamanupaktura, ang gastos sa pagmamanupaktura ng heat pipe na may ganitong proseso at istraktura ay medyo mataas.
2. Istraktura ng uka
Ang panloob na istraktura ng heat pipe na ito ay idinisenyo tulad ng parallel trenches.
Ito rin ay kumikilos tulad ng mga capillary, at ang bumabalik na likido ay mabilis na dinadala sa heat pipe sa pamamagitan ng mga uka na ito.
Gayunpaman, ayon sa katumpakan at kalinisan ng slot, ayon sa antas ng proseso at direksyon ng groove, atbp., magkakaroon ito ng malaking epekto sa pagwawaldas ng init ng heat pipe.
Mula sa pananaw ng gastos sa produksyon, ang paggawa ng heat pipe na ito ay medyo simple, mas madaling gawin, at medyo mura sa paggawa.
Gayunpaman, ang teknolohiya sa pagpoproseso ng heat pipe groove ay mas hinihingi. Sa pangkalahatan, ito ang pinakamahusay na disenyo upang sundin ang direksyon ng pagbalik ng likido, kaya ayon sa teorya, ang kahusayan sa pagwawaldas ng init ay hindi kasing taas ng dating.
3. Maramihang metal meshes
Parami nang parami ang mga radiator ng heat pipe na gumagamit ng multi-metal mesh na disenyong ito. Mula sa larawan, madali mong makikita na ang mga flocculent na bagay sa loob ng heat pipe ay parang sirang straw hat.
- Sa pangkalahatan, ang loob ng heat pipe na ito ay isang metal na tela na gawa sa mga wire na tanso. Mayroong maraming mga puwang sa pagitan ng mga maliliit na wire na tanso, ngunit ang istraktura ng tela ay hindi magpapahintulot sa tela na ma-dislocate at harangan ang heat pipe.
Mula sa pananaw ng gastos, ang panloob na istraktura ng heat pipe na ito ay medyo simple, at mas simple din itong gawin.
Isang ordinaryong copper tube lang ang kailangan para punan ang mga multi-metal mesh na tela na ito. Sa teorya, ang epekto ng pagwawaldas ng init ay hindi kasing ganda ng naunang dalawa.
