Знакомство с радиатором на тепловых трубках: полное руководство

Вы ищете более эффективный способ охлаждения электронных компонентов?

Если это так, вы можете рассмотреть возможность использования радиатора с тепловыми трубками.Технология тепловых трубок существует уже несколько десятилетий и до сих пор остается одним из самых эффективных способов рассеивания тепла.

В этой статье мы обсудим, что такое тепловая трубка и как она работает.Кроме того, мы обсудим некоторые преимущества использования тепловых трубок в качестве радиаторов.Читай дальше, чтобы узнать больше!

Что такое теплоотвод с тепловой трубой?

Теплоотводы с тепловыми трубками изготовлены из герметичной металлической трубки, заполненной жидкостью.

Тепловыделяющая часть устройства (например, полупроводник) находится в середине одного конца и производит тепло.

Тепло передается жидкости в трубе, которая проходит к другому концу трубки.

Вентилятор на этом конце трубы обеспечивает поток воздуха через нее, отводя тепло жидкости в окружающую атмосферу.

Что такое тепло Трубка?

Тепловая трубка – это устройство для передачи тепла.Герметичная металлическая трубка, содержащая жидкость, заключена в изоляцию с одним концом, открытым для атмосферы, а другой погружен в жидкость, чтобы ее внутренняя часть могла испаряться, не выкипая.

Этот пар снова конденсируется на стенках трубы рядом с тем местом, где он входит, когда проходит через трубу.

Процесс охлаждается за счет отвода явного тепла из областей с более высокой температурой около одного конца трубы в области около другого конца с более низкой температурой.

Удаляя скрытую энергию, поскольку порции жидкости, движущиеся внутри, тянут за собой молекулы окружающих газов, которые тянут, а не просто перерабатываются.

Таким образом, вы можете сказать, что если материалы горячие, они излучают энергию, которая может ощущаться как горячая.

В капилляре с закрытой трубкой жидкость выкипит и выйдет из строя.

Тем не менее, добавляя отверстие, чтобы часть его могла вернуться в спокойное положение покоя при контакте с металлом, у него есть время удалить скрытую энергию из молекул газа, тянущих их, прежде чем они смогут вернуться в свое нормальное состояние, в котором они больше не действуют. притягивать другие молекулы.

Тепловые трубки охлаждают движущуюся жидкость, позволяя ей испаряться в газ и снова конденсироваться в жидкость на другом конце, где уже более низкая температура.

Как работает тепловая трубка?

Тепловые трубки — это просто металлические отрезки, содержащие жидкость, которая нагревается и испаряется в газ, а затем снова конденсируется в жидкость на другом конце.Самое классное в них то, что они используют этот процесс испарения и конденсации для передачи тепла.

Технические характеристики тепловой трубы

К техническим характеристикам тепловой трубы относятся следующие:

Тепловая трубка имеет закрытую внутреннюю трубку, содержащую рабочую жидкость, запаянную на концах, причем каждый конец подвергается воздействию различных условий.Первый конец (конденсатор) обычно открыт для наружного воздуха или атмосферы, а другой конец (испаритель) испаряет жидкость.Он также может быть закупорен внешними средствами, такими как пробка из пористого материала, которая препятствует выходу жидкости из трубки.

Длина и диаметр тепловой трубки сильно влияют на ее производительность (продукт очень важен и требует множества конструктивных компромиссов).В норме рабочая жидкость движется по длине трубы за счет естественной циркуляции, обусловленной испарением на горячем конце и конденсацией на холодном конце.Тепловая трубка используется для перемещения тепла только в одном направлении (однонаправленном).

Рабочей жидкостью может быть практически любая жидкость или пар, но они должны иметь подходящее давление паров и вязкость.Эти два свойства определяют высоту конденсированной жидкости над испарителем, которая вместе с объемным расходом газа определяет, сколько тепла может быть передано за заданное время.

Рабочая жидкость должна иметь подходящие термические свойства, такие как высокая удельная теплоемкость и скрытая теплота парообразования (чтобы замедлить скорость, с которой она превращается из жидкости в пар).Для минимизации замерзания жидкость также должна иметь низкую температуру замерзания.

Это позволяет легко сливать жидкость из трубки (размораживать), если тепловая трубка подвергается воздействию температур ниже ее рабочей температуры.

Наиболее распространенной рабочей жидкостью является вода, но также может быть аммиак, этанол или метанол.Тепловые трубы большого диаметра используются для обогрева зданий и промышленных процессов, поскольку они несут большее количество тепла на единицу длины, чем трубы меньшего диаметра.

Принцип рассеивания тепла радиатора с тепловыми трубками

Принцип отвода тепла тепловой трубкой прост:

Горячий конец соединен с компонентом, излучающим отработанное тепло, а холодный конец трубы охлаждается за счет контакта с воздухом или жидкостью.

Рабочая жидкость в трубе поглощает это отработанное тепло и уносит его, при этом испаряясь.

Процесс испарения создает перепад давления между двумя концами трубы, что заставляет рабочую жидкость течь по длине трубы.

Затем испарившаяся рабочая жидкость конденсируется на холодном конце, высвобождая свою скрытую энергию и заставляя цикл повторяться.

Производительность теплоотвода радиатора с тепловыми трубками

Следующие факторы определяют эффективность рассеивания тепла тепловой трубой:

Теплопроводность рабочего тела: Чем выше теплопроводность, тем больше тепла жидкость может поглотить и перенести.

Площадь поверхности горячего конца: Чем больше площадь поверхности, тем больше тепла может поглотить жидкость.

Площадь поверхности холодного конца: Чем больше площадь поверхности, тем больше тепла может выделять жидкость.

Диаметр трубы: Больший диаметр позволяет жидкости поглощать и передавать больше тепла на единицу длины.

Преимущества теплоотвода с тепловой трубой

Основными преимуществами использования радиатора с тепловыми трубками являются:

· Они очень эффективно передают тепло.: Теплопроводность рабочей жидкости очень высока, поэтому тепло быстро поглощается и переносится к холодному концу.В результате этого минимизируется разница температур между горячим и холодным концами, что снижает энергопотребление охлаждающего устройства.

· Они компактны и легки: Небольшой размер и малый вес тепловых трубок облегчают транспортировку и установку.

· Они просты в использовании: нет необходимости заливать рабочую жидкость или механически прокачивать ее;естественная циркуляция испаряемого рабочего тела заставляет его двигаться по длине трубы.Требуется только источник тепла на одном конце и поглотитель холода на другом.

· Они подходят для использования с различными типами источников тепла.: Помимо естественного применения для охлаждения электроники, технология тепловых трубок также может использоваться в строительном и промышленном обогреве.Их даже использовали в двигательных установках космических кораблей.Это связано с тем, что их способность эффективно транспортировать и рассеивать тепло позволяет им передавать отработанное тепло практически от любого типа источника тепла.

· Их можно использовать с маломощными устройствами.: Для запуска естественной циркуляции испаряемого рабочего тела требуется небольшое количество электроэнергии, но это значительно меньше, чем требуется механическим насосам или вентиляторам для использования с ними маломощных устройств.

· Имеют высокую рабочую температуру: Тепловая трубка может работать при температурах, намного превышающих температуру окружающей среды.Это означает, что источник тепла не нужно охлаждать перед тем, как он попадет в тепловую трубу, как это необходимо для большинства других типов охлаждающих устройств.

· Имеют длительный срок службы: Испаряемая рабочая жидкость эффективно отводит тепло, поэтому устройство имеет долгий срок службы.

Применение теплоотвода с тепловыми трубками

1. Компьютеры – Радиаторы с тепловыми трубками обычно используются для отвода тепла, выделяемого процессором и видеокартой.

2. Электроника – Они используются в самых разных электронных устройствах, включая смартфоны, планшеты и ноутбуки.

3. Транспорт – Радиаторы с тепловыми трубками используются в различных транспортных средствах, включая автомобили, поезда и самолеты.

4. Здания – Они используются в зданиях для обогрева и охлаждения.

5. Промышленные процессы – Радиаторы с тепловыми трубками используются в различных промышленных процессах для отвода отработанного тепла.

6. Системы солнечной энергии – Они используются для снижения температуры солнечных панелей в солнечных энергетических системах.

7. Телекоммуникации – Радиаторы с тепловыми трубками используются в телекоммуникационных устройствах, таких как модемы, маршрутизаторы и телевизионные приставки.

8. Холодильники – Они также используются в некоторых типах холодильных установок, требующих лишь небольшого охлаждения.

9. морской – Радиаторы с тепловыми трубками используются в судостроении, особенно для двигателей и генераторов.

10. Другие приложения – Некоторые другие типы приложений, требующие отвода или передачи большого количества отработанного тепла с минимальным обслуживанием или шумом вентилятора.