Wichtige Überlegungen für das Design von Wärmerohren
Die Heatpipe ist eine Art Wärmeübertragungselement, das das Wärmeleitungsprinzip und die schnelle Wärmeübertragungseigenschaft des Kühlmediums voll ausnutzt. Die Wärme des heißen Objekts wird durch das Wärmerohr schnell zur Außenseite der Wärmequelle übertragen, und seine Wärmeleitfähigkeit hat die jedes bekannten Metalls bei weitem übertroffen.
Heatpipes werden häufig in aktuellen Wärmeableitungsdesigns verwendet, einschließlich unserer üblichen Notebook-Computer, Mobiltelefone usw. Die folgenden Faktoren sollten bei der Konstruktion von Heatpipes berücksichtigt werden: Wärmelast oder zu übertragende Wärme; Betriebstemperatur; Rohr; Arbeitsflüssigkeit; Kapillarstruktur; Länge und Durchmesser des Wärmerohres; Kontaktlänge der Verdampfungszone; Kontaktlänge des Kompensationsbereichs; Richtung; Der Effekt des Biegens und Abflachens von Wärmerohren usw.
Bei der Auslegung von Wärmerohren sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:
1, Auswahl des Arbeitsmediums
① Das Arbeitsmedium muss sich an die Arbeitstemperaturzone des Wärmerohrs anpassen und einen angemessenen Sättigungsdampfdruck haben;
② Das Arbeitsfluid muss mit der Hülle und dem Dochtmaterial kompatibel sein und eine gute thermische Stabilität aufweisen;
③ Das Arbeitsmedium muss gute umfassende thermophysikalische Eigenschaften haben;
2, Struktur des Flüssigkeitssaugkerns
Die Auswahl des Dochtes ist ein komplexes Problem. Aus Sicht der Bereitstellung der maximalen Wärmeübertragungsrate muss der Docht einen sehr kleinen effektiven Kapillarradius r aufweisen. Um den maximalen Kapillardruck bereitzustellen, sollte der Wert der Permeabilität K groß sein, um den Druckverlust des Rücklaufs zu verringern Flüssigkeit, und der Wärmeleitfähigkeitswiderstand sollte klein sein, um den radialen Wärmeleitfähigkeitswiderstand zu verringern. Es ist schwierig, einen Docht mit der gleichen Struktur herzustellen, der alle obigen Anforderungen erfüllt, daher gibt es zusammengesetzte Dochtstrukturen und Stammdochte, aber die Herstellungsschwierigkeiten und -kosten werden erhöht. Daher sollte bei der Auswahl des Flüssigkeitsansaugkerns auf die Auswahl der einfachsten Struktur auf der Grundlage der Erfüllung der Wärmeübertragungsanforderungen geachtet werden. Bei erdverlegten Wärmerohren sind soweit wie möglich Schwerkraftrückfluss und Thermosiphons ohne Flüssigkeitsabsorptionskerne zu verwenden.
3, Betriebstemperatur
Unter den angegebenen Auslegungsbedingungen sind die Temperatur der Kältequelle und der Wärmequelle bekannt und die Wärmeübertragungsbedingungen sind ebenfalls klar, sodass der Betriebstemperaturbereich des Wärmerohrs selbst durch eine allgemeine Wärmeübertragungsformel berechnet werden kann. Als Arbeitstemperatur wird hier allgemein die Dampftemperatur der Arbeitsflüssigkeit im Wärmerohr während des Betriebs bezeichnet. Wenn ein gutes Wärmerohr funktioniert, muss sich das Arbeitsmedium in einem dampfflüssigen Zweiphasenzustand befinden. Da der Schmelzpunkt des ausgewählten Arbeitsfluids niedriger sein sollte als die Arbeitstemperatur des Wärmerohrs, kann das Wärmerohr normal arbeiten. Abbildung 3-59 listet den Temperaturbereich von Schmelzpunkt, Siedepunkt und kritischem Punkt (vertikale kurze Linie auf dem Liniensegment) auf, der als Arbeitsflüssigkeit des Wärmerohrs verwendet werden kann. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sich diese Flüssigkeiten in einigen Temperaturbereichen überlappen, dh in einigen Temperaturbereichen können mehrere Arbeitsflüssigkeiten ausgewählt werden. Es ist notwendig, Faktoren wie Sättigungsdruck, Preis, thermische Stabilität, Ungiftigkeit usw. der Reihe nach zu berücksichtigen und sie zu vergleichen, um eine Auswahl zu treffen.
4. Es gibt vier gemeinsame KapillarenWärmerohreStrukturen, einschließlich Rillen, Maschendraht, Sinterpulver, Metall und Faser. Die Kapillarstruktur ist an der Innenwand des Wärmerohrbehälters ausgekleidet und ermöglicht es der Flüssigkeit, durch Kapillarwirkung von einem Ende des Wärmerohrs zum anderen zu fließen. Jede Kapillarstruktur hat ihre Vor- und Nachteile. Es gibt keine perfekte Kapillarstruktur. Jede Kapillarstruktur hat ihre eigene Grenze.
Das Wärmerohr hat keine beweglichen Teile und hat eine hohe Zuverlässigkeit. Bei der Konstruktion und Herstellung von Wärmerohren muss jedoch Sorgfalt walten. Zwei Herstellungsfaktoren verringern die Zuverlässigkeit des Wärmerohrs: Dichtheit und Sauberkeit. Jegliches Leck im Wärmerohr wird schließlich dazu führen, dass das Wärmerohr ausfällt. Wenn die Innenkammer beim Erhitzen des Wärmerohrs nicht gründlich gereinigt wird, erzeugen die Rückstände nicht kondensierbares Gas und verringern die Leistung des Rohrs.
