Belangrijkste overwegingen bij het ontwerpen van heatpipes

De heatpipe is een soort warmteoverdrachtselement, dat volledig gebruik maakt van het warmtegeleidingsprincipe en de snelle warmteoverdrachtseigenschap van het koelmedium. De warmte van het hete object wordt via de warmtepijp snel naar de buitenkant van de warmtebron overgebracht en de thermische geleidbaarheid ervan is veel groter dan die van enig bekend metaal.

Heatpipes worden vaak gebruikt in het huidige ontwerp van warmteafvoer, inclusief onze gewone notebooks, mobiele telefoons, enz. Bij het ontwerp van heatpipes moet rekening worden gehouden met de volgende factoren: warmtebelasting of warmte die moet worden overgedragen; Bedrijfstemperatuur; Pijp; Werkvloeistof; Capillaire structuur; Lengte en diameter van warmtepijp; Contactlengte verdampingszone; Contactlengte van compensatiegebied; Richting; Het effect van het buigen en afvlakken van warmtepijpen, enz.

Bij het ontwerp van de warmtepijp moet rekening worden gehouden met de volgende factoren:

1, selectie van werkvloeistof

① De werkvloeistof moet zich aanpassen aan de werktemperatuurzone van de warmtepijp en de juiste verzadigde dampdruk hebben;

② De werkvloeistof moet compatibel zijn met de schaal en het kousmateriaal en moet een goede thermische stabiliteit hebben;

③ De werkvloeistof moet goede uitgebreide thermofysische eigenschappen hebben;

2, Structuur van vloeibare zuigkern

De keuze van de pit is een complex probleem. Vanuit het oogpunt van het bieden van de maximale warmteoverdrachtssnelheid, moet de pit een zeer kleine effectieve capillaire straal r hebben. Om de maximale capillaire druk te leveren, moet de doorlaatbaarheid K-waarde groot zijn om het drukverlies van de retour te verminderen vloeistof, en de thermische geleidbaarheidsweerstand moet klein zijn om de radiale thermische geleidbaarheidsweerstand te verminderen. Het is moeilijk om de pit met dezelfde structuur aan alle bovenstaande eisen te laten voldoen, dus er zijn samengestelde pitconstructies en stamlont, maar de vervaardigingsmoeilijkheden en kosten nemen toe. Daarom moet bij het selecteren van de vloeistofaanzuigkern aandacht worden besteed aan het selecteren van de eenvoudigste structuur op basis van het voldoen aan de vereisten voor warmteoverdracht. Voor warmtepijpen die op de grond worden gebruikt, moet zoveel mogelijk zwaartekrachtreflux worden gebruikt en moeten thermosifons zonder vloeistofabsorptiekernen worden gebruikt.

3, Bedrijfstemperatuur

Onder de gespecificeerde ontwerpvoorwaarden is de temperatuur van de koudebron en warmtebron bekend en zijn de warmteoverdrachtsomstandigheden ook duidelijk, zodat het bedrijfstemperatuurbereik van de warmtepijp zelf kan worden berekend met een algemene formule voor warmteoverdracht. De werktemperatuur verwijst hier over het algemeen naar de stoomtemperatuur van de werkvloeistof in de warmtepijp tijdens bedrijf. Wanneer een goede warmtepijp werkt, moet de werkvloeistof zich in een damp-vloeistof-tweefasentoestand bevinden. Omdat het smeltpunt van de geselecteerde werkvloeistof lager moet zijn dan de werktemperatuur van de warmtepijp, kan de warmtepijp normaal werken. Afbeelding 3-59 toont het temperatuurbereik van smeltpunt, kookpunt en kritiek punt (verticale korte lijn op het lijnsegment) dat kan worden gebruikt als de werkvloeistof van de warmtepijp. Uit de figuur blijkt dat deze vloeistoffen elkaar in sommige temperatuurgebieden overlappen, dat wil zeggen dat er in sommige temperatuurgebieden meerdere werkvloeistoffen kunnen worden geselecteerd. Het is noodzakelijk om achtereenvolgens factoren als verzadigingsdruk, prijs, thermische stabiliteit, niet-toxiciteit enz. in overweging te nemen en ze te vergelijken om een ​​keuze te maken.

4. Er zijn vier gemeenschappelijke capillairenWarmte leidingenstructuren, inclusief groeven, draadgaas, gesinterd poeder, metaal en vezels. De capillaire structuur is bekleed met de binnenwand van de heatpipe-container en laat de vloeistof door capillaire werking van het ene uiteinde van de heatpipe naar het andere stromen. Elke capillaire structuur heeft zijn voor- en nadelen. Er is geen perfecte capillaire structuur. Elke capillaire structuur heeft zijn eigen limiet.

De heatpipe heeft geen bewegende delen en heeft een hoge betrouwbaarheid. Er moet echter voorzichtigheid worden betracht bij het ontwerp en de vervaardiging van warmtepijpen. Twee productiefactoren zullen de betrouwbaarheid van de warmtepijp verminderen: dichtheid en netheid. Elke lekkage in de heatpipe zal er uiteindelijk toe leiden dat de heatpipe uitvalt. Als de interne kamer niet grondig wordt gereinigd en de warmtepijp wordt verwarmd, zal het residu niet-condenseerbaar gas produceren en de prestaties van de pijp verminderen.