Cómo funcionan las tuberías de calor

El tubo de calor es un tipo de elemento de transferencia de calor, que aprovecha al máximo el principio de conducción de calor y las propiedades de transferencia de calor rápido delmedio de refrigeración.conductividad térmica.

En 1963, George Grover, del Laboratorio Nacional de Los Álamos, inventó la tecnología de tubos de calor.

El tubo de calor es un tipo de elemento de transferencia de calor que aprovecha al máximo el principio de conducción de calor y las propiedades de transferencia de calor rápido del medio de refrigeración.conductividad térmica.

La tecnología de tubos de calor se ha utilizado antes en la industria aeroespacial, militar y otras.Desde que se introdujo en la industria de fabricación de radiadores, la gente ha cambiado el pensamiento de diseño de los radiadores tradicionales y se ha deshecho del modo de disipación de calor tradicional que se basa únicamente en ventiladores de gran volumen para obtener una mejor disipación de calor.

En su lugar, adopta un nuevo modo de enfriamiento con ventilador de baja velocidad y bajo volumen de aire y tecnología de tubería de calor.

La tecnología de tubos de calor ha brindado una oportunidad a la era silenciosa de las computadoras y se ha utilizado ampliamente en otros campos electrónicos.

¿Cómo funcionan las tuberías de calor?

El principio de funcionamiento de la tubería de calor es: siempre que haya una diferencia de temperatura, inevitablemente ocurrirá el fenómeno de la transferencia de calor de la temperatura alta a la temperatura baja.El tubo de calor utiliza enfriamiento por evaporación, por lo que la diferencia de temperatura entre los dos extremos del tubo de calor es muy grande, por lo que el calor se conduce rápidamente.El calor de la fuente de calor externa aumenta la temperatura del medio de trabajo líquido a través de la conducción de calor de la pared del tubo de la sección de evaporación y el núcleo absorbente de líquido lleno del medio de trabajo;la temperatura del líquido aumenta y la superficie del líquido se evapora hasta que alcanza la presión de vapor saturado.manera de pasar al vapor.El vapor fluye hacia el otro extremo bajo una pequeña diferencia de presión, libera calor y se condensa en líquido nuevamente, y el líquido regresa a la sección de evaporación a lo largo del material poroso por fuerza capilar.Este ciclo es rápido y el calor se puede disipar continuamente.

Características técnicas del tubo de calor

·Efecto de conducción de calor a alta velocidad.Peso ligero y estructura simple

·Distribución uniforme de temperatura, se puede utilizar para temperatura uniforme o acción isotérmica.·Gran capacidad de transferencia de calor.Larga distancia de transferencia de calor.

·No hay componentes activos y no consume energía por sí mismo.

· No hay restricción en la dirección de la transferencia de calor, el extremo de evaporación y el extremo de condensación se pueden intercambiar.·Fácil de procesar para cambiar la dirección de la transferencia de calor.

Durable, de larga duración, confiable, fácil de almacenar y mantener.¿Por qué la tecnología de tubos de calor tiene un rendimiento tan alto?Tenemos que ver este problema desde un punto de vista termodinámico.

La absorción de calor y la liberación de calor de los objetos son relativas, y siempre que haya una diferencia de temperatura, inevitablemente ocurrirá el fenómeno de transferencia de calor de alta temperatura a baja temperatura.

Hay tres formas de transferencia de calor: radiación, convección y conducción, entre las cuales la conducción de calor es la más rápida.

El tubo de calor utiliza enfriamiento por evaporación para hacer que la diferencia de temperatura entre los dos extremos del tubo de calor sea muy grande, de modo que el calor se pueda conducir rápidamente.

Un tubo de calor típico consta de una carcasa de tubo, una mecha y una tapa de extremo.

El método de producción consiste en bombear el interior del tubo a una presión negativa de 1,3×(10-1~10-4)Pa y luego llenarlo con una cantidad adecuada de líquido de trabajo, de modo que elel material poroso capilar del núcleo de absorción de líquido cerca de la pared interna del tubo se llena con líquido y luego se sella.

El punto de ebullición del líquido disminuye bajo presión negativa y es fácil de volatilizar.La pared del tubo tiene una mecha absorbente de líquidos, que está compuesta de materiales porosos capilares.

Material del tubo de calor y fluido de trabajo común

Un extremo del tubo de calor es el extremo de evaporación y el otro extremo es el extremo de condensación.

Cuando se calienta una sección del tubo de calor, el líquido del capilar se evapora rápidamente y el vapor fluye hacia el otro extremo bajo una pequeña diferencia de presión, libera calor y se condensa en líquido nuevamente.

El líquido fluye de regreso a la sección de evaporación a lo largo del material poroso por fuerza capilar y el ciclo es interminable.El calor se transfiere de un extremo del tubo de calor al otro extremo.Este ciclo se lleva a cabo rápidamente y el calor se puede conducir de forma continua.

Seis procesos asociados de transferencia de calor en tubos de calor

1.El calor se transfiere desde la fuente de calor a la interfaz (líquido-vapor) a través de la pared del tubo de calor y la mecha llena de líquido de trabajo;

2.El líquido se evapora en la interfaz (líquido-vapor) en la sección de evaporación, y 3. El vapor en la cámara de vapor fluye desde la sección de evaporación a la sección de condensación;

4.El vapor se condensa en la interfase vapor-líquido en la sección de condensación;

5.El calor se transfiere desde la interfase (vapor-líquido) a la fuente fría a través de la mecha, el líquido y la pared del tubo;

6.En la mecha, el líquido de trabajo condensado se devuelve a la sección de evaporación debido a la acción capilar.

Estructura interna de tubo de calor

La capa porosa en la pared interna del tubo de calor tiene muchas formas, las más comunes son: sinterización de polvo metálico, ranura, malla metálica, etc.

1. Estructura de escoria caliente

Literalmente, la estructura interna de este tubo de calor es como briquetas carbonizadas o escoria caliente.

En la pared interior aparentemente áspera, hay todo tipo de pequeños agujeros, son como capilares en el cuerpo humano, el líquido en el tubo de calor se transportará en estos pequeños agujeros, formando una fuerte fuerza de sifón.

De hecho, el proceso de fabricación de un tubo de calor de este tipo es relativamente complicado.El polvo de cobre se calienta a una cierta temperatura.Antes de que se derrita por completo, el borde frontal de las partículas de polvo de cobre primero se derretirá y se adherirá al polvo de cobre circundante, formando así lo que ve ahora.a la estructura hueca.

Por la imagen, se podría pensar que es muy blanda, pero de hecho, esta escoria caliente no es blanda ni suelta, sino muy fuerte.

Debido a que es una sustancia calentada por polvo de cobre a alta temperatura, después de que se enfrían, restauran la textura dura original del metal.

Además, desde el punto de vista de fabricación, el costo de fabricación del tubo de calor con este proceso y estructura es relativamente alto.

2.Estructura de ranura

La estructura interna de este tubo de calor está diseñada como zanjas paralelas.

También actúan como capilares, y el líquido que regresa se conduce rápidamente en el tubo de calor a través de estas ranuras.

Sin embargo, según la precisión y finura de la ranura, según el nivel del proceso y la dirección de la ranura, etc., tendrá un gran impacto en la disipación de calor de la tubería de calor.

Desde la perspectiva del costo de producción, la fabricación de este tubo de calor es relativamente simple, más fácil de fabricar y relativamente económica de fabricar.

Sin embargo, la tecnología de procesamiento de la ranura del tubo de calor es más exigente.En términos generales, es el mejor diseño para seguir la dirección del retorno del líquido, por lo que, en teoría, la eficiencia de disipación de calor no es tan alta como la anterior.

3.Múltiples mallas metálicas

Cada vez más radiadores de tubería de calor comunes utilizan este diseño de malla multimetálica.En la imagen, puede ver fácilmente que el material floculento dentro del tubo de calor es como un sombrero de paja roto.

: por lo general, el interior de este tubo de calor es una tela metálica hecha de alambres de cobre.Hay muchos espacios entre los pequeños cables de cobre, pero la estructura de la tela no permitirá que la tela se disloque y bloquee el tubo de calor.

Desde la perspectiva del costo, la estructura interna de este tubo de calor es relativamente simple y también es más simple de fabricar.

Solo se necesita un tubo de cobre ordinario para llenar estas telas de malla multimetal.En teoría, el efecto de disipación de calor no es tan bueno como los dos anteriores.