Conducta de căldură conducta de căldură este un fel de element de transfer de căldură, care utilizează pe deplin principiul conducției căldurii și proprietățile de transfer rapid de căldură ale mediului de răcire. conductivitate termică.
În 1963, tehnologia conductelor termice a fost inventată de George Grover de la Laboratorul Național Los Alamos.
Conducta de căldură este un fel de element de transfer de căldură, care utilizează pe deplin principiul conducției căldurii și proprietățile de transfer rapid de căldură ale mediului de răcire. conductivitate termică.
Tehnologia conductelor de căldură a fost folosită înainte în industria aerospațială, militară și în alte industrii. De când a fost introdus în industria de fabricare a radiatoarelor, oamenii au schimbat gândirea de design a radiatoarelor tradiționale și au scăpat de modul tradițional de disipare a căldurii care se bazează exclusiv pe ventilatoare de mare volum pentru a obține o disipare mai bună a căldurii.
În schimb, adoptă un nou mod de răcire cu viteză mică, ventilator cu volum redus de aer și tehnologie conductă de căldură.
Tehnologia conductelor termice a adus o oportunitate în era liniștită a computerelor și a fost utilizată pe scară largă în alte domenii electronice.
Cum funcționează conductele de căldură?
Principiul de funcționare al conductei de căldură este: ori de câte ori există o diferență de temperatură, va apărea inevitabil fenomenul de transfer de căldură de la temperatură ridicată la temperatură scăzută. Conducta de căldură folosește răcirea evaporativă, astfel încât diferența de temperatură dintre cele două capete ale conductei de căldură este foarte mare, astfel încât căldura să fie condusă rapid. Căldura sursei exterioare de căldură crește temperatura mediului de lucru lichid prin conducerea căldurii peretelui tubului al secțiunii de evaporare și miezul absorbant lichid umplut cu mediul de lucru; temperatura lichidului crește, iar suprafața lichidului se evaporă până când atinge presiunea de vapori saturati. mod de a trece la abur. Vaporii curg la celălalt capăt sub o mică diferență de presiune, eliberează căldură și se condensează din nou în lichid, iar lichidul curge înapoi în secțiunea de evaporare de-a lungul materialului poros prin forță capilară. Acest ciclu este rapid, iar căldura poate fi condusă în mod continuu.
Caracteristici tehnice ale conductei de căldură
·Efect de conducere a căldurii de mare viteză. Greutate ușoară și structură simplă
·Distribuție uniformă a temperaturii, poate fi folosită pentru temperatură uniformă sau acțiune izotermă.·Capacitate mare de transfer de căldură. Distanță mare de transfer de căldură.
·Nu există componente active și nu consumă energie în sine.
·Nu există nicio restricție privind direcția transferului de căldură, capătul de evaporare și capătul de condensare pot fi schimbate. ·Ușor de procesat pentru a schimba direcția de transfer de căldură.
Durabil, durabil, de încredere, ușor de depozitat și păstrat. De ce tehnologia conductelor termice are performanțe atât de înalte? Trebuie să privim această problemă din punct de vedere termodinamic.
Absorbția de căldură și eliberarea de căldură a obiectelor sunt relative și, ori de câte ori există o diferență de temperatură, va avea loc inevitabil fenomenul de transfer de căldură de la temperatură ridicată la temperatură scăzută.
Există trei moduri de transfer de căldură: radiație, convecție și conducție, dintre care conducția căldurii este cea mai rapidă.
Conducta de căldură folosește răcirea evaporativă pentru a face diferența de temperatură dintre cele două capete ale conductei de căldură foarte mare, astfel încât căldura să poată fi condusă rapid.
O conductă de căldură tipică constă dintr-o carcasă tubulară, un fitil și un capac de capăt.
Metoda de producție este de a pompa interiorul tubului la o presiune negativă de 1,3×(10-1~10-4)Pa și apoi de a-l umple cu o cantitate adecvată de lichid de lucru, astfel încât capilarul materialul poros al miezului de absorbție a lichidului aproape de peretele interior al tubului este umplut cu lichid și apoi etanșat.
Punctul de fierbere al lichidului scade sub presiune negativă și este ușor de volatilizat. Peretele tubului are un fitil care absoarbe lichide, care este compus din materiale poroase capilare.
Material conductă de căldură și fluid de lucru comun
Un capăt al conductei de căldură este capătul de evaporare, iar celălalt capăt este capătul de condensare.
Când o secțiune a conductei de căldură este încălzită, lichidul din capilar se evaporă rapid, iar vaporii curg la celălalt capăt sub o mică diferență de presiune, eliberează căldură și se condensează din nou în lichid.
Lichidul curge înapoi în secțiunea de evaporare de-a lungul materialului poros prin forță capilară, iar ciclul este nesfârșit. Căldura este transferată de la un capăt al conductei de căldură la celălalt capăt. Acest ciclu se efectuează rapid, iar căldura poate fi condusă continuu.
Șase procese asociate de transfer de căldură în conductele de căldură
1. Căldura este transferată de la sursa de căldură la interfața (lichid-vapor) prin peretele conductei de căldură și fitilul este umplut cu lichid de lucru;
2. Lichidul se evaporă pe interfața (lichid-vapor) în secțiunea de evaporare și 3. Aburul din camera de abur curge din secțiunea de evaporare în secțiunea de condensare;
4. Aburul se condensează pe interfața vapor-lichid în secțiunea de condensare;
5. Căldura este transferată de la interfața (vapor-lichid) la sursa rece prin fitil, lichid și peretele tubului;
6. În fitil, lichidul de lucru condensat este returnat în secțiunea de evaporare datorită acțiunii capilare.
Structura internă a conductei de căldură
Stratul poros de pe peretele interior al conductei de căldură are multe forme, cele mai comune sunt: sinterizarea cu pulbere metalică, canelură, plasă metalică etc.
1. Structură cu zgură fierbinte
Literal, structura internă a acestei conducte de căldură este ca brichetele carbonizate sau zgura fierbinte.
În peretele interior aparent dur, există tot felul de găuri minuscule, sunt ca niște capilare pe corpul uman, lichidul din conducta de căldură se va transfera în aceste găuri mici, formând o forță de sifon puternică.
De fapt, procesul de realizare a unei astfel de conducte de căldură este relativ complicat. Pulberea de cupru este încălzită la o anumită temperatură. Înainte de a se topi complet, marginea frunții particulelor de pulbere de cupru se va topi mai întâi și va adera la pulberea de cupru din jur, formând astfel ceea ce vedeți acum. la structura goală.
Din imagine, ați putea crede că este foarte moale, dar, de fapt, această zgură fierbinte nu este nici moale, nici slăbită, ci foarte puternică.
Deoarece este o substanță încălzită de pulbere de cupru la temperatură ridicată, după ce s-au răcit, redau textura tare inițială a metalului.
În plus, din punct de vedere al producției, costul de fabricație al conductei de căldură cu acest proces și structură este relativ ridicat.
2. Structura canelurii
Structura internă a acestei conducte de căldură este proiectată ca șanțuri paralele.
De asemenea, acționează ca niște capilare, iar lichidul care revine este condus rapid în conducta termică prin aceste șanțuri.
Cu toate acestea, în funcție de precizia și finețea fantei, în funcție de nivelul procesului și direcția canelurii etc., va avea un impact mare asupra disipării căldurii a conductei de căldură.
Din perspectiva costului de producție, fabricarea acestei conducte de căldură este relativ simplă, mai ușor de fabricat și relativ ieftin de fabricat.
Cu toate acestea, tehnologia de procesare a canelurii conductei de căldură este mai solicitantă. În general, este cel mai bun design să urmeze direcția de întoarcere a lichidului, deci teoretic vorbind, eficiența de disipare a căldurii nu este la fel de mare ca prima.
3. Ochiuri metalice multiple
Din ce în ce mai multe radiatoare obișnuite cu conducte de căldură folosesc acest design cu plasă multimetalică. Din imagine, puteți vedea cu ușurință că materialul floculant din interiorul conductei de căldură este ca o pălărie de paie spartă.
- În general, interiorul acestei conducte de căldură este o țesătură metalică realizată din fire de cupru. Există multe goluri între firele mici de cupru, dar structura țesăturii nu va permite țesăturii să se disloce și să blocheze conducta de căldură.
Din perspectiva costului, structura internă a acestei conducte de căldură este relativ simplă și este, de asemenea, mai simplu de fabricat.
Este necesar doar un singur tub obișnuit de cupru pentru a umple aceste țesături cu plasă multimetal. În teorie, efectul de disipare a căldurii nu este la fel de bun ca cele două anterioare.
