ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการออกแบบท่อความร้อน

ท่อความร้อนเป็นองค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้ประโยชน์จากหลักการการนำความร้อนและคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วของตัวกลางทำความเย็นอย่างเต็มที่ ความร้อนของวัตถุที่ร้อนนั้นถูกถ่ายโอนไปยังแหล่งความร้อนภายนอกอย่างรวดเร็วผ่านทางท่อความร้อน และค่าการนำความร้อนนั้นสูงเกินกว่าโลหะใดๆ ที่รู้จัก

ฮีตไปป์มักใช้ในการออกแบบการกระจายความร้อนในปัจจุบัน รวมถึงคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กทั่วไป โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ในการออกแบบฮีตไปป์: ภาระความร้อนหรือความร้อนที่จะถ่ายเท; อุณหภูมิในการทำงาน; ท่อ; สารทำงาน; โครงสร้างเส้นเลือดฝอย ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อความร้อน ความยาวสัมผัสของโซนระเหย ความยาวสัมผัสของพื้นที่ชดเชย ทิศทาง; ผลของการงอและแบนท่อความร้อน เป็นต้น

ปัจจัยต่อไปนี้จะต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบท่อความร้อน:

1 การเลือกของไหลทำงาน

① สารทำงานต้องปรับให้เข้ากับโซนอุณหภูมิการทำงานของท่อความร้อนและมีความดันไออิ่มตัวที่เหมาะสม

② สารทำงานต้องเข้ากันได้กับเปลือกและวัสดุไส้ตะเกียง และต้องมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี

③ ของเหลวทำงานต้องมีคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ที่ครอบคลุมดี

2 โครงสร้างของแกนดูดของเหลว

การเลือกไส้เทียนเป็นปัญหาที่ซับซ้อน จากมุมมองของการให้อัตราการถ่ายเทความร้อนสูงสุด ไส้ตะเกียงจำเป็นต้องมีรัศมีของเส้นเลือดฝอยที่มีประสิทธิภาพต่ำมาก r. เพื่อให้ความดันของเส้นเลือดฝอยสูงสุด ค่า K ความสามารถในการซึมผ่านควรมีค่ามากเพื่อลดการสูญเสียความดันของผลตอบแทน ของเหลวและความต้านทานการนำความร้อนควรมีขนาดเล็กเพื่อลดความต้านทานการนำความร้อนในแนวรัศมี เป็นการยากที่จะทำให้ไส้ตะเกียงที่มีโครงสร้างเดียวกันตรงตามข้อกำหนดข้างต้นทั้งหมด ดังนั้นจึงมีโครงสร้างไส้ตะเกียงผสมและไส้ตะเกียงลำตัว แต่ความยากในการผลิตและต้นทุนเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อเลือกแกนดูดของเหลว ควรให้ความสนใจกับการเลือกโครงสร้างที่ง่ายที่สุดตามข้อกำหนดการถ่ายเทความร้อน สำหรับท่อความร้อนที่ใช้บนพื้นดิน ให้ใช้การไหลย้อนกลับของแรงโน้มถ่วงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และต้องใช้เทอร์โมไซฟอนที่ไม่มีแกนดูดซับของเหลว

3 อุณหภูมิในการทำงาน

ภายใต้เงื่อนไขการออกแบบที่ระบุ จะทราบอุณหภูมิของแหล่งความเย็นและแหล่งความร้อน และเงื่อนไขการถ่ายเทความร้อนก็จะชัดเจนเช่นกัน ดังนั้นจึงสามารถคำนวณช่วงอุณหภูมิการทำงานของท่อความร้อนได้ด้วยสูตรการถ่ายเทความร้อนทั่วไป อุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปหมายถึงอุณหภูมิไอน้ำของของเหลวทำงานในท่อความร้อนระหว่างการทำงาน เมื่อท่อความร้อนที่ดีทำงาน สารทำงานต้องอยู่ในสถานะสองเฟสของของเหลวที่เป็นไอ เนื่องจากจุดหลอมเหลวของสารทำงานที่เลือกควรต่ำกว่าอุณหภูมิการทำงานของท่อความร้อน ท่อความร้อนสามารถทำงานได้ตามปกติ รูป 3-59 แสดงช่วงอุณหภูมิของจุดหลอมเหลว จุดเดือด และจุดวิกฤต (เส้นสั้นแนวตั้งในส่วนของเส้น) ที่สามารถใช้เป็นของเหลวในการทำงานของท่อความร้อน จะเห็นได้จากรูปที่ของเหลวเหล่านี้ทับซ้อนกันในบางพื้นที่ของอุณหภูมิ นั่นคือ สามารถเลือกของเหลวที่ใช้งานได้หลายตัวในบางพื้นที่ของอุณหภูมิ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความดันอิ่มตัว ราคา ความคงตัวทางความร้อน ความไม่เป็นพิษ ฯลฯ และเปรียบเทียบกันเพื่อตัดสินใจเลือก

4. มีสี่เส้นเลือดฝอยทั่วไปท่อความร้อนโครงสร้าง รวมทั้งร่อง ลวดตาข่าย ผงซินเทอร์ โลหะและไฟเบอร์ โครงสร้างเส้นเลือดฝอยเรียงรายอยู่ที่ผนังด้านในของภาชนะบรรจุท่อความร้อนและช่วยให้ของเหลวไหลจากปลายด้านหนึ่งของท่อความร้อนไปยังอีกด้านหนึ่งผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอย โครงสร้างเส้นเลือดฝอยแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสีย ไม่มีโครงสร้างเส้นเลือดฝอยที่สมบูรณ์แบบ โครงสร้างเส้นเลือดฝอยแต่ละอันมีขีดจำกัดของตัวเอง

ท่อความร้อนไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้และมีความน่าเชื่อถือสูง อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังในการออกแบบและผลิตท่อความร้อน ปัจจัยการผลิตสองประการจะลดความน่าเชื่อถือของท่อความร้อน: ความแน่นและความสะอาด การรั่วไหลในท่อความร้อนจะทำให้ท่อความร้อนล้มเหลวในที่สุด หากห้องภายในไม่ได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง เมื่อท่อความร้อนได้รับความร้อน สิ่งตกค้างจะผลิตก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นได้ และลดประสิทธิภาพของท่อ