De heat pipe is een soort warmteoverdrachtselement, dat volledig gebruik maakt van het principe van warmtegeleiding en de snelle warmteoverdrachtseigenschappen van het koelmedium. warmtegeleiding.
In 1963 werd de heatpipe-technologie uitgevonden door George Grover van het Los Alamos National Laboratory.
De heatpipe is een soort warmteoverdrachtselement, dat volledig gebruik maakt van het principe van warmtegeleiding en de snelle warmteoverdrachtseigenschappen van het koelmedium. warmtegeleiding.
Heatpipe-technologie is al eerder gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, het leger en andere industrieën. Sinds de introductie ervan in de radiatorproductie-industrie hebben mensen het ontwerpdenken van traditionele radiatoren veranderd en de traditionele warmteafvoermodus afgeschaft, die uitsluitend afhankelijk is van ventilatoren met een groot volume om een betere warmteafvoer te verkrijgen.
In plaats daarvan wordt een nieuwe koelmodus gebruikt met een ventilator op lage snelheid, een laag luchtvolume en heatpipe-technologie.
Heatpipe-technologie heeft kansen geboden in het stille tijdperk van computers en wordt op grote schaal gebruikt op andere elektronische gebieden.
Hoe warmtepijpen werken?
Het werkingsprincipe van de warmtepijp is: wanneer er een temperatuurverschil is, zal het fenomeen van warmteoverdracht van de hoge temperatuur naar de lage temperatuur onvermijdelijk optreden. De heatpipe maakt gebruik van verdampingskoeling, waardoor het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van de heatpipe erg groot is, waardoor de warmte snel wordt afgevoerd. De warmte van de externe warmtebron verhoogt de temperatuur van het vloeibare werkmedium door de warmtegeleiding van de buiswand van de verdampingssectie en de vloeistofabsorberende kern gevuld met het werkmedium; de temperatuur van de vloeistof stijgt en het vloeistofoppervlak verdampt totdat het de verzadigde dampdruk bereikt. manier om over te gaan naar de stoom. De damp stroomt onder een klein drukverschil naar het andere uiteinde, geeft warmte af en condenseert weer tot vloeistof, en de vloeistof stroomt door capillaire kracht terug naar het verdampingsgedeelte langs het poreuze materiaal. Deze cyclus is snel en de warmte kan continu worden afgevoerd.
Technische kenmerken van de heatpipe
·Hogesnelheidswarmtegeleidingseffect. Lichtgewicht en eenvoudige structuur
· Gelijkmatige temperatuurverdeling, kan worden gebruikt voor uniforme temperatuur of isothermische werking. · Grote warmteoverdrachtscapaciteit. Lange afstand voor warmteoverdracht.
·Er zijn geen actieve componenten en het verbruikt zelf geen stroom.
·Er is geen beperking op de richting van warmteoverdracht, het verdampende uiteinde en het condenserende uiteinde kunnen worden verwisseld. · Gemakkelijk te verwerken om de richting van de warmteoverdracht te veranderen.
Duurzaam, lange levensduur, betrouwbaar, gemakkelijk op te bergen en te bewaren. Waarom levert heatpipe-technologie zulke hoge prestaties? We moeten dit probleem vanuit thermodynamisch oogpunt bekijken.
De warmteabsorptie en warmteafgifte van objecten zijn relatief, en wanneer er een temperatuurverschil is, zal het fenomeen van warmteoverdracht van hoge temperatuur naar lage temperatuur onvermijdelijk optreden.
Er zijn drie manieren van warmteoverdracht: straling, convectie en geleiding, waarvan warmtegeleiding de snelste is.
De heatpipe maakt gebruik van verdampingskoeling om het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van de heatpipe erg groot te maken, zodat de warmte snel kan worden afgevoerd.
Een typische warmtepijp bestaat uit een buismantel, een lont en een eindkap.
De productiemethode is om de binnenkant van de buis tot een negatieve druk van 1,3×(10-1~10-4)Pa te pompen en deze vervolgens te vullen met een geschikte hoeveelheid werkvloeistof, zodat het capillair poreus materiaal van de vloeistofabsorptiekern dichtbij de binnenwand van de buis wordt gevuld met vloeistof en vervolgens afgedicht.
Het kookpunt van de vloeistof daalt onder negatieve druk en is gemakkelijk te vervluchtigen. De buiswand heeft een vloeistofabsorberende lont, die is samengesteld uit capillaire poreuze materialen.
Heatpipe-materiaal en gewone werkvloeistof
Het ene uiteinde van de warmtepijp is het verdampingsuiteinde en het andere uiteinde is het condensatieuiteinde.
Wanneer een deel van de warmtepijp wordt verwarmd, verdampt de vloeistof in het capillair snel en stroomt de damp onder een klein drukverschil naar het andere uiteinde, geeft warmte af en condenseert weer tot vloeistof.
De vloeistof stroomt door capillaire kracht terug naar het verdampingsgedeelte langs het poreuze materiaal, en de cyclus is eindeloos. De warmte wordt van het ene uiteinde van de warmtepijp naar het andere uiteinde overgedragen. Deze cyclus wordt snel uitgevoerd en de warmte kan continu worden geleid.
Zes bijbehorende processen van warmteoverdracht in warmtepijpen
1. Warmte wordt overgedragen van de warmtebron naar het (vloeistof-damp) grensvlak via de wand van de warmtepijp en de pit gevuld met werkvloeistof;
2. De vloeistof verdampt op het (vloeistof-damp) grensvlak in de verdampingssectie, en 3. De stoom in de stoomkamer stroomt van de verdampingssectie naar de condensatiesectie;
4. De stoom condenseert op het damp-vloeistofgrensvlak in de condensatiesectie;
5. De warmte wordt overgedragen van het (damp-vloeistof) grensvlak naar de koudebron via de pit, de vloeistof en de buiswand;
6. In de kous wordt de gecondenseerde werkvloeistof door capillaire werking teruggevoerd naar de verdampingssectie.
Interne structuur van warmtepijp
De poreuze laag op de binnenwand van de warmtepijp heeft vele vormen, de meest voorkomende zijn: sinteren van metaalpoeder, groef, metaalgaas, enz.
1. Hete slakstructuur
Letterlijk lijkt de interne structuur van deze warmtepijp op verkoolde briketten of hete slak.
In de ogenschijnlijk ruwe binnenwand zitten allerlei kleine gaatjes. Het lijken net haarvaten op het menselijk lichaam. De vloeistof in de warmtepijp zal in deze kleine gaatjes heen en weer bewegen, waardoor er een sterke hevelkracht ontstaat.
Het proces om zo'n warmtepijp te maken is eigenlijk relatief ingewikkeld. Het koperpoeder wordt verwarmd tot een bepaalde temperatuur. Voordat het volledig is gesmolten, zal de voorrand van de koperpoederdeeltjes eerst smelten en zich hechten aan het omringende koperpoeder, waardoor ontstaat wat je nu ziet. aan de holle structuur.
Op de foto zou je denken dat het heel zacht is, maar in werkelijkheid is deze hete slak noch zacht, noch los, maar erg sterk.
Omdat het een substantie is die door koperpoeder op hoge temperatuur wordt verwarmd, herstellen ze nadat ze zijn afgekoeld de oorspronkelijke harde textuur van het metaal.
Bovendien zijn de productiekosten van de warmtepijp met dit proces en deze structuur, vanuit productieoogpunt, relatief hoog.
2. Groefstructuur
De interne structuur van deze warmtepijp is ontworpen als parallelle sleuven.
Het werkt ook als haarvaten en de terugkerende vloeistof wordt via deze groeven snel naar de warmtepijp geleid.
Afhankelijk van de precisie en fijnheid van de sleuf, afhankelijk van het procesniveau en de richting van de groef, enz., zal dit echter een grote impact hebben op de warmteafvoer van de warmtepijp.
Vanuit het perspectief van de productiekosten is de vervaardiging van deze warmtepijp relatief eenvoudig, gemakkelijker te vervaardigen en relatief goedkoop te vervaardigen.
De verwerkingstechnologie van de heatpipe-groef is echter veeleisender. Over het algemeen is het het beste ontwerp om de richting van de vloeistofretour te volgen, dus theoretisch gezien is de efficiëntie van de warmteafvoer niet zo hoog als bij eerstgenoemde.
3. Meerdere metalen mazen
Steeds vaker gebruikte heatpipe-radiatoren gebruiken dit multi-metalen gaasontwerp. Op de foto kun je gemakkelijk zien dat het vlokkige spul in de warmtepijp lijkt op een kapotte strooien hoed.
- Over het algemeen is de binnenkant van deze warmtepijp een metalen weefsel gemaakt van koperdraden. Er zitten veel gaten tussen de kleine koperdraden, maar de structuur van de stof zorgt ervoor dat de stof niet kan ontwrichten en de warmtepijp kan blokkeren.
Vanuit kostenoogpunt is de interne structuur van deze warmtepijp relatief eenvoudig, en ook eenvoudiger te vervaardigen.
Er is slechts één gewone koperen buis nodig om deze multi-metalen gaasstoffen te vullen. In theorie is het warmteafvoereffect niet zo goed als de vorige twee.
