Gemeinsame Einführung des Heatpipe-Designs
Überlegungen zum Heatpipe-Design
Heatpipes werden häufig in aktuellen Wärmeableitungsdesigns verwendet, einschließlich unserer gängigen Laptops und Mobiltelefone. Bei der Auslegung von Heatpipes sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:
Heatpipe Qmax oder Wärmequelle .
Arbeitstemperatur.
Kupfermaterial.
Arbeitsflüssigkeit.
Dochtstruktur.
Länge und Durchmesser des Heatpipes.
Wärmekontaktbereich.
Kontaktfläche des Kondensators.
Richtung der Schwerkraft.
Einfluss der Biegung und Ebenheit des Wärmerohrs.
Aus welchen Materialien können Heatpipes gebaut werden?
Das Wärmerohr ist meistens ein nahtloses Stahlrohr aus Metall, und je nach Bedarf können verschiedene Materialien verwendet werden, z. B. Kupfer, Aluminium, Kohlenstoffstahl, Edelstahl, legierter Stahl usw. Das Rohr kann standardmäßig rund oder speziell geformt sein ovales, quadratisches, rechteckiges, flaches, gewelltes Rohr usw. Der Rohrdurchmesserbereich reicht von 2 mm bis 200 mm oder sogar größer. Die Länge kann von wenigen Millimetern bis zu mehr als 100 Metern reichen. Kupfer und Aluminium werden hauptsächlich als Rohstoffe in den meisten Designlösungen verwendet. Nichteisenmetalle werden als Rohre hauptsächlich verwendet, um die Anforderungen an die Verträglichkeit mit Arbeitsflüssigkeiten zu erfüllen.
Was ist Dochtstruktur? Wie wirkt es sich auf die Leistung von Heatpipes aus?
Rillenstruktur: Die Kapillargrenze ist am niedrigsten, aber die Wirkung ist am besten, wenn der Kondensator über dem Verdampfer angeordnet ist.
Maschenstruktur: Es hat den gleichmäßigsten Baumwollkern und sein Arbeitsprinzip ist, dass sich der Verdampfer über dem Kondensator befindet.
Gesinterte Struktur: Die Leistung ist am besten in Richtung der Schwerkraft. Da der Kern aus gesintertem Pulvermetall durch Metall mit der Rohrwand verbunden ist, ist seine Wärmeleitung von der Rohrwand zum Kern oder umgekehrt die beste der vier üblichen Kerne.
Wie wirken sich Länge und Durchmesser der Wärmerohre auf die Leistung aus?
Die Dampfdruckdifferenz zwischen Kondensator und Verdampfer bestimmt die Dampfausbreitungsgeschwindigkeit zwischen Kondensator und Verdampfer. Darüber hinaus beeinflussen der Durchmesser und die Länge des Wärmerohrs die Dampfübertragungsgeschwindigkeit und müssen daher bei der Konstruktion des Wärmerohrs berücksichtigt werden.
Wie wirkt sich die Ausrichtung auf die Wärmerohrleistung aus?
Die Struktur mit hoher Kapillargrenze kann die Schwerkraft überwinden und mehr Arbeitsflüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer übertragen. Wie bereits erwähnt, funktioniert der Wärmeabsorber mit gesintertem Pulvermetallkern und der höchsten Kapillargrenze am besten unter schwerkraftunterstützten Bedingungen (der Verdampfer befindet sich über dem Kondensator). Siehe nachstehende Bilder zur Ausrichtung der Schwerkraft auf die Heatpipe-Leistung.
Wie wirkt sich das Biegen von Wärmerohren auf die Leistung aus?
Wenn das Wärmerohr zu stark gebogen wird, kann der Docht reißen (Pulvermetallsinterung) oder zusammenbrechen und eingeklemmt werden (Drahtgeflecht). Daher kann das Biegen des Wärmerohrs die übertragbare Wärme reduzieren. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass, wenn der Biegeradius gleich oder größer als das Dreifache des Wärmerohrdurchmessers ist, die Biegung die Leistung offensichtlich nicht beeinträchtigt.
Wie wirkt sich die Abflachung auf die Leistung von Heatpipes aus?
Wenn das Wärmerohr abgeflacht ist, wird die Dicke des Wärmerohrs verringert. Daher verringert ein übermäßiges Abflachen des Wärmerohrs die übertragbare Wärme und blockiert sogar vollständig den Dampfdurchgang. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine richtige Abflachung die Leistung nicht beeinträchtigt, aber eine übermäßige Abflachung die Leistung beeinträchtigt. Wenn die Dicke des Dampfkanals nach dem Abflachen größer als 2 mm ist, wird die Leistung im Vergleich zum kreisförmigen Rohr nicht reduziert.
Wie wirkt sich die Arbeitstemperatur des Wärmerohrs auf die Leistung aus?
Die Arbeitstemperatur des Wärmerohrs beeinflusst die Leistung des Wärmerohrs. Je höher die Temperatur, desto besser die Leistung bis zu einem gewissen Grad. Dies liegt an der niedrigeren Viskosität des Arbeitsmediums bei höheren Temperaturen, wodurch mehr Arbeitsmedium vom Verdampfer zum Ölkern durch den Kondensator fließen kann. Bei höheren Temperaturen kann das Arbeitsfluid auch flüchtiger in einen gasförmigen Zustand übergehen.
Funktioniert Heatpipe zuverlässig?
Das Wärmerohr hat keine beweglichen Teile und hat eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Allerdings muss man bei der Konstruktion und Herstellung von Wärmerohren vorsichtig sein. Zwei Herstellungsfaktoren verringern die Zuverlässigkeit des Wärmerohrs: Dichtheit und Sauberkeit. Jegliches Leck im Wärmerohr wird schließlich dazu führen, dass das Wärmerohr ausfällt. Einige externe Faktoren können auch die Lebensdauer von Wärmerohren verkürzen, wie z. B. Stürze, Vibrationen, Krafteinwirkung, Wärmeschock und korrosive Umgebungen.
