Grundlæggende viden om heatpipe design
Overvejelser ved design af varmerør
Varmerør er meget udbredt i det nuværende termiske afledningsdesign, herunder vores almindelige bærbare computere og mobiltelefoner. Følgende faktorer skal tages i betragtning ved design af varmerør:
heatpipe Qmax eller varmekilde .
arbejdstemperatur.
kobber materiale.
arbejdsvæske.
Vægestruktur.
Varmerørets længde og diameter.
varmekontaktområde.
kondensatorens kontaktområde.
tyngdekraftens retning.
Indflydelse af varmerørsbøjning og fladhed.
Hvilke materialer kan bruges til at konstruere varmerør?
Varmerør er for det meste metal sømløst stålrør, og forskellige materialer kan bruges efter forskellige behov, såsom kobber, aluminium, kulstofstål, rustfrit stål, legeret stål osv. Røret kan være standard rundt eller speciel - formet. ovalt, kvadratisk, rektangulært, fladt, korrugeret rør osv. Rørdiameteren varierer fra 2 mm til 200 mm eller endnu større. Længden kan variere fra få millimeter til mere end 100 meter. Kobber og aluminium bruges mest som råmateriale i de fleste designløsninger. Ikke-jernholdige metaller bruges som rør hovedsageligt for at opfylde kravene til kompatibilitet med arbejdsvæske.
Hvad er vægens struktur? Hvordan påvirker det varmerørs ydeevne?
Rillestruktur: Kapillærgrænsen er den laveste, men effekten er bedst, når kondensatoren er placeret over fordamperen.
Mesh-struktur: Den har den mest ensartede bomuldskerne, og dets arbejdsprincip er, at fordamperen er placeret over kondensatoren.
Sintret struktur: Ydeevnen er bedst i tyngdekraftens retning. Fordi den sintrede pulvermetalkerne er bundet til rørvæggen gennem metal, er dens varmeledning fra rørvæggen til kernen eller omvendt den bedste af de fire almindelige kerner.
Hvordan påvirker varmerørets længde og diameter ydeevnen?
Damptrykforskellen mellem kondensator og fordamper bestemmer hastigheden af dampudbredelsen mellem kondensator og fordamper. Derudover vil diameteren og længden af varmerøret påvirke damptransmissionshastigheden, så det skal tages i betragtning ved design af varmerør.
Hvordan påvirker orienteringen varmerørets ydeevne?
Strukturen med høj kapillargrænse kan overvinde tyngdekraften og overføre mere arbejdsvæske fra kondensatoren til fordamperen. Men som tidligere nævnt fungerer den sintrede pulvermetalkerne-varmeabsorber med den højeste kapillargrænse bedst under tyngdekraftsassisterede forhold (fordamperen er over kondensatoren), se nedenfor billeder om tyngdekraftens orientering til varmerørets ydeevne.
Hvordan påvirker bøjning af varmerør ydeevnen?
Hvis varmerøret bøjes for stramt, kan vægen revne (pulvermetalsintring) eller falde sammen og blive fastspændt (trådnet). Derfor kan bøjningen af varmerøret reducere den varme, der kan overføres. Forsøgsresultaterne viser, at hvis bøjningsradius er lig med eller større end 3 gange varmerørets diameter, vil bøjningen naturligvis ikke påvirke ydeevnen.
Hvordan påvirker udfladning varmerørets ydeevne?
Hvis varmerøret er fladt, reduceres varmerørets tykkelse. Derfor vil overdreven udfladning af varmerøret reducere den varme, der kan overføres og endda fuldstændig blokere passagen af damp. Forsøgsresultaterne viser, at korrekt udfladning ikke vil påvirke ydeevnen, men overdreven udfladning vil påvirke ydeevnen. Hvis tykkelsen af dampkanalen efter udfladning er større end 2 mm, vil ydelsen ikke blive reduceret sammenlignet med det cirkulære rør.
Hvordan påvirker varmerørets arbejdstemperatur ydeevnen?
Varmerørets arbejdstemperatur vil påvirke varmerørets ydeevne. Jo højere temperatur, jo bedre ydeevne til en vis grad. Dette skyldes den lavere viskositet af arbejdsvæsken ved højere temperaturer, hvilket tillader mere arbejdsvæske at strømme fra fordamperen til oliekernen gennem kondensatoren. Ved højere temperaturer kan arbejdsvæsken også blive mere flygtig til en gasformig tilstand.
Er varmerøret pålideligt?
Varmerøret har ingen bevægelige dele og har meget høj pålidelighed. Dog skal være forsigtig i design og fremstilling af varmerør. To fremstillingsfaktorer vil reducere pålideligheden af varmerør: tæthed og renlighed. Enhver lækage i varmerøret vil i sidste ende få varmerøret til at svigte. Nogle eksterne faktorer kan også forkorte varmerørs levetid, såsom fald, vibrationer, kraftpåvirkning, termisk stød og korrosive omgivelser.
