HeatPipe-Grundkenntnisse und Designpunkte
Heatpipes werden häufig in aktuellen thermischen Designs verwendet, einschließlich unserer gängigen Laptops, PCs und Mobiltelefone. Die folgenden Faktoren müssen bei der Auslegung von Wärmerohren berücksichtigt werden:
1. Wärmelast oder zu übertragende Wärme
2. Arbeitstemperatur
3. Rohrmaterial
4. Arbeitsflüssigkeit
5. Kapillarstruktur
6. Länge und Durchmesser des Wärmerohres
7. Kontaktlänge der Verdunstungszone
8. Kontaktlänge der Ausgleichsfläche
9. Richtung der Schwerkraft
10. Einfluss von Biegung und Ebenheit des Wärmerohrs
Was ist Kapillarstruktur? Wie beeinflusst es die Leistung von Heatpipes?
Es gibt vier gemeinsame KapillarenWärmerohreStrukturen, einschließlich Rillen, Drahtgeflecht, Sinterpulver, Metall und Fasern. Die Kapillarstruktur ist an der Innenwand des Wärmerohrbehälters ausgekleidet und lässt die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung von einem Ende des Wärmerohrs zum anderen fließen. Jede Kapillarstruktur hat ihre Vor- und Nachteile. Es gibt keine perfekte Kapillarstruktur. Jede Kapillarstruktur hat ihre eigene Grenze.
Nutstruktur:Die Kapillargrenze ist am niedrigsten, die Wirkung ist jedoch am besten, wenn sich der Verflüssiger über dem Verdampfer befindet
DrahtgitterStruktur:Mit dem gleichmäßigsten Baumwollkern ist sein Arbeitsprinzip in Schwerkraftrichtung, wo sich der Verdampfer über dem Kondensator befindet.
Gesintertes PulverStruktur:Die Wirkung ist am besten in Richtung der Schwerkraft. Da der gesinterte Pulvermetallkern durch Metall mit der Rohrwand verbunden ist, ist seine Wärmeleitung von der Rohrwand zum Kern oder umgekehrt der beste der vier üblichen Kerne.
Metall and Faserstruktur:geeignet für das Biegen von Heatpipes mit kleinem Radius.
Wie wirken sich Länge und Durchmesser auf die Leistung des Wärmerohrs 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 Ausbreitungsgeschwindigkeit des Dampfes und müssen daher bei der Auslegung des Wärmerohrs berücksichtigt werden. Die größere Querschnittsfläche des Wärmerohres (dh der größere Durchmesser des Wärmerohres) ermöglicht die Übertragung einer größeren Dampfmenge vom Verdampfer zum Kondensator. Die Querschnittsfläche des Wärmerohrs ist eine direkte Funktion der akustischen Grenze und der Mitnahmegrenze des Wärmerohrs. Die Arbeitstemperatur des Wärmerohrs beeinflusst jedoch auch die akustische Grenze des Wärmerohrs. Durch den Vergleich der Wärmeübertragung von Wärmerohren mit unterschiedlichen Durchmessern. Es ist zu erkennen, dass das Wärmerohr bei höherer Betriebstemperatur mehr Wärme überträgt.
Die Geschwindigkeit, mit der das Arbeitsmedium vom Kondensator zum Verdampfer zurückkehrt, wird durch die Kapillargrenze gesteuert und ist eine reziproke Funktion der Wärmerohrlänge. Längere Heatpipes übertragen weniger Wärme als kürzere Heatpipes.
Wie beeinflusst die Richtung der Schwerkraft die Leistung von Heatpipes?
Die Struktur mit hoher Kapillargrenze kann die Schwerkraft überwinden und mehr Arbeitsflüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer übertragen. Wie jedoch bereits erwähnt, funktioniert der Wärmeabsorber mit gesintertem Metallpulverkern mit der höchsten Kapillargrenze am besten unter schwerkraftunterstützten Bedingungen (der Verdampfer befindet sich über dem Kondensator).
Wie wirkt sich das Biegen des Wärmerohrs auf die Leistung aus?
Bei zu kleinem Biegeradius wird die Sinter- oder Drahtgitterschicht beschädigt. Daher kann das Kniestück des Wärmerohrs die übertragbare Wärme reduzieren. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das Biegen die Leistung nicht beeinträchtigt, wenn der Biegeradius gleich oder größer als das 3-fache ist.
Wie wirkt sich das Abflachen der Dicke des Wärmerohrs auf die Leistung aus?
Wenn das Wärmerohr abgeflacht ist, werden die Schallgrenze und die Mitnahmegrenze relativ zur abgeflachten Dicke reduziert. Daher verringert eine übermäßige Abflachung des Wärmerohrs die übertragbare Wärme und blockiert sogar den Dampfdurchgang vollständig. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine ordnungsgemäße Abflachung die Leistung nicht beeinträchtigt, jedoch eine übermäßige Abflachung die Leistung beeinträchtigt. Wenn die Dicke des Dampfkanals nach dem Abflachen mehr als 2 mm beträgt, wird die Leistung im Vergleich zum Rundrohr nicht reduziert.
Wie wirkt sich die durchschnittliche Betriebstemperatur auf die Leistung aus
Die durchschnittliche Arbeitstemperatur des Wärmerohrs beeinflusst die Leistung. Je höher die Durchschnittstemperatur, desto besser die Leistung. Dies liegt an der niedrigeren Viskosität des Arbeitsfluids bei höheren Temperaturen, wodurch mehr Arbeitsfluid vom Verdampfer zum Ölkern durch den Kondensator strömen kann. Bei höheren Temperaturen kann das Arbeitsmedium auch flüchtiger werden und in einen gasförmigen Zustand übergehen.
Ist das Wärmerohr zuverlässig
Das Wärmerohr hat keine beweglichen Teile und hat eine hohe Zuverlässigkeit. Bei der Konstruktion und Herstellung von Wärmerohren ist jedoch Vorsicht geboten. Zwei Herstellungsfaktoren verringern die Zuverlässigkeit von Wärmerohren: Dichtheit und Sauberkeit. Jedes Leck im Wärmerohr führt schließlich zum Ausfall des Wärmerohrs. Wenn der Innenraum nicht gründlich gereinigt wird, produzieren die Rückstände beim Erhitzen des Wärmerohres nicht kondensierbares Gas und verringern die Leistung des Rohres.
