Soojustoru soojustoru on omamoodi soojusülekande element, mis kasutab täielikult ära soojusjuhtivuse põhimõtet ja jahutuskeskkonna kiireid soojusülekande omadusi. soojusjuhtivus.
1963. aastal leiutas George Grover Los Alamose riiklikust laborist soojustorude tehnoloogia.
Soojustoru on omamoodi soojusülekande element, mis kasutab täielikult ära soojusjuhtivuse põhimõtet ja jahutuskeskkonna kiireid soojusülekande omadusi. soojusjuhtivus.
Soojustorude tehnoloogiat on varem kasutatud kosmose-, sõja- ja muudes tööstusharudes. Alates selle kasutuselevõtust radiaatorite tootmistööstuses on inimesed muutnud traditsiooniliste radiaatorite disainilahendust ja vabanenud traditsioonilisest soojuse hajutamise režiimist, mis toetub parema soojuse hajumise saavutamiseks ainult suure võimsusega ventilaatoritele.
Selle asemel võtab see kasutusele uue jahutusrežiimi madala kiiruse, väikese õhuhulga ventilaatori ja soojustoru tehnoloogiaga.
Heat pipe tehnoloogia on toonud võimaluse arvutite vaiksesse ajastusse ja seda on laialdaselt kasutatud ka muudes elektroonikavaldkondades.
Kuidas soojustorud töötavad?
Soojustoru tööpõhimõte on järgmine: alati, kui on temperatuuride erinevus, tekib paratamatult soojuse ülekandmine kõrgelt temperatuurilt madalale. Soojustorus kasutatakse aurustusjahutust, nii et temperatuuride erinevus soojustoru kahe otsa vahel on väga suur, nii et soojus juhitakse kiiresti. Välise soojusallika soojus tõstab vedela töökeskkonna temperatuuri läbi aurustussektsiooni toruseina ja töökeskkonnaga täidetud vedelikku absorbeeriva südamiku soojusjuhtivuse; vedeliku temperatuur tõuseb ja vedeliku pind aurustub, kuni saavutab küllastunud aururõhu. viis aurule üle minna. Aur voolab väikese rõhuerinevuse all teise otsa, eraldab soojust ja kondenseerub uuesti vedelikuks ning vedelik voolab kapillaarjõu toimel mööda poorset materjali tagasi aurustumissektsiooni. See tsükkel on kiire ja soojust saab pidevalt ära juhtida.
Soojustoru tehnilised omadused
·Kiire soojusjuhtivuse efekt. Kerge kaal ja lihtne struktuur
·Ühtlane temperatuurijaotus, saab kasutada ühtlase temperatuuri või isotermilise toime saavutamiseks. ·Suur soojusülekandevõime. Pikk soojusülekande vahemaa.
·Aktiivseid komponente pole ja see ei tarbi ise energiat.
·Soojusülekande suunal pole piiranguid, aurustumisotsa ja kondensatsiooniotsa saab vahetada. ·Lihtne töödelda soojusülekande suuna muutmiseks.
Vastupidav, pikk kasutusiga, usaldusväärne, lihtne hoida ja hoida. Miks on soojustorude tehnoloogial nii kõrge jõudlus? Peame seda probleemi vaatama termodünaamilise vaatenurga alt.
Esemete soojuse neeldumine ja soojuse eraldumine on suhtelised ning alati, kui on temperatuuride erinevus, tekib paratamatult soojuse ülekandmine kõrgelt temperatuurilt madalale.
Soojusülekandel on kolm viisi: kiirgus, konvektsioon ja juhtivus, millest soojusjuhtivus on kiireim.
Soojustoru kasutab aurustusjahutust, et muuta soojustoru kahe otsa vaheline temperatuuride erinevus väga suureks, et soojust saaks kiiresti juhtida.
Tüüpiline soojustoru koosneb torukestast, tahtist ja otsakorgist.
Tootmismeetodiks on toru sisemuse pumpamine alarõhule 1,3 × (10-1~10-4) Pa ja seejärel täita see sobiva koguse töövedelikuga, nii et kapillaar Toru siseseina lähedal asuv vedelikku absorbeeriva südamiku poorne materjal täidetakse vedelikuga ja seejärel suletakse.
Vedeliku keemistemperatuur langeb alarõhu all ja see lendub kergesti. Toruseinal on vedelikku imav taht, mis koosneb kapillaarpoorsetest materjalidest.
Soojustoru materjal ja tavaline töövedelik
Soojustoru üks ots on aurustamisots ja teine ots on kondensatsiooniots.
Kui soojustoru ühte osa kuumutatakse, aurustub kapillaaris olev vedelik kiiresti ja aur voolab väikese rõhuerinevuse all teise otsa, eraldab soojust ja kondenseerub uuesti vedelikuks.
Vedelik voolab kapillaarjõu toimel mööda poorset materjali tagasi aurustumissektsiooni ja tsükkel on lõputu. Soojus kandub soojustoru ühest otsast teise. See tsükkel viiakse läbi kiiresti ja soojust saab pidevalt juhtida.
Kuus seotud soojusülekande protsessi soojustorudes
1. Soojus kantakse soojusallikast (vedelik-aur) liidesesse läbi soojustoru seina ja töövedelikuga täidetud tahi;
2. Vedelik aurustub aurustussektsiooni (vedelik-aur) liidesel ja 3. Aurukambris olev aur voolab aurustussektsioonist kondensatsioonisektsiooni;
4. Aur kondenseerub kondensatsioonisektsiooni auru-vedeliku liidesel;
5. Soojus kantakse (auru-vedeliku) liideselt tahi, vedeliku ja toru seina kaudu külmaallikasse;
6. Tahis suunatakse kondenseerunud töövedelik kapillaartegevuse tõttu tagasi aurustussektsiooni.
Soojustoru sisemine struktuur
Soojustoru siseseina poorsel kihil on palju vorme, levinumad on: metallipulbri paagutamine, soon, metallvõrk jne.
1. Kuuma räbu struktuur
Sõna otseses mõttes on selle soojustoru sisemine struktuur nagu söestunud brikett või kuum räbu.
Pealtnäha karedas siseseinas on igasuguseid pisikesi auke, need on nagu kapillaarid inimese kehal, soojustorus olev vedelik liigub nendes väikestes aukudes, moodustades tugeva sifoonijõu.
Tegelikult on sellise soojustoru valmistamise protsess suhteliselt keeruline. Vasepulber kuumutatakse teatud temperatuurini. Enne selle täielikku sulamist sulab vasepulbri osakeste otsmikuserv esmalt ja kleepub ümbritseva vasepulbri külge, moodustades seega selle, mida praegu näete. õõneskonstruktsioonile.
Pildi järgi võiks arvata, et see on väga pehme, aga tegelikult pole see kuum räbu ei pehme ega lahti, vaid väga tugev.
Kuna tegemist on ainega, mida kuumutatakse kõrgel temperatuuril vasepulbriga, taastavad need pärast jahtumist metalli esialgse kõva tekstuuri.
Lisaks on selle protsessi ja struktuuriga soojustoru tootmiskulud suhteliselt kõrged.
2. Soone struktuur
Selle soojustoru sisemine struktuur on kujundatud paralleelsete kaevikutena.
See toimib ka kapillaaridena ja tagasivoolav vedelik juhitakse nende soonte kaudu kiiresti soojustorusse.
Kuid vastavalt pilu täpsusele ja peenusele, protsessi tasemele ja soone suunale jne on sellel suur mõju soojustoru soojuse hajumisele.
Tootmiskulude seisukohast on selle soojustoru valmistamine suhteliselt lihtne, kergemini valmistatav ja suhteliselt odav.
Soojustoru soone töötlemistehnoloogia on aga nõudlikum. Üldiselt on parim lahendus vedeliku tagasivoolu suuna järgimiseks, nii et teoreetiliselt ei ole soojuse hajumise efektiivsus nii kõrge kui esimene.
3. Mitu metallvõrku
Üha enam levinud soojustoru radiaatorid kasutavad seda mitmest metallist võrkkonstruktsiooni. Pildilt on hästi näha, et soojustoru sees olev helbeline kraam on nagu katkine õlgkübar.
– Üldiselt on selle soojustoru sisemus vasktraatidest valmistatud metallkangas. Väikeste vaskjuhtmete vahel on palju lünki, kuid kanga struktuur ei lase kangal paigast nihkuda ega ummistada soojustoru.
Kulude seisukohast on selle soojustoru sisemine struktuur suhteliselt lihtne ja seda on ka lihtsam valmistada.
Nende mitmemetallist võrkkangaste täitmiseks on vaja ainult ühte tavalist vasktorut. Teoreetiliselt ei ole soojuse hajumise efekt nii hea kui kahel eelmisel.