Cách thức hoạt động của ống dẫn nhiệt

Cácống dẫn nhiệtlà loại phần tử truyền nhiệt, sử dụng triệt để nguyên lý dẫn nhiệt và đặc tính truyền nhiệt nhanh của môi chất làm mát.dẫn nhiệt.

 

 

Năm 1963, công nghệ ống dẫn nhiệt được phát minh bởi George Grover thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos.

 

Ống dẫn nhiệt là một loại bộ phận truyền nhiệt, sử dụng triệt để nguyên lý dẫn nhiệt và đặc tính truyền nhiệt nhanh của môi chất làm mát.dẫn nhiệt.

 

Công nghệ ống nhiệt đã được sử dụng trong hàng không vũ trụ, quân sự và các ngành công nghiệp khác trước đây.Kể từ khi nó được đưa vào ngành sản xuất tản nhiệt, người ta đã thay đổi tư duy thiết kế của tản nhiệt truyền thống và loại bỏ chế độ tản nhiệt truyền thống chỉ dựa vào quạt công suất lớn để tản nhiệt tốt hơn.

 

Thay vào đó, nó áp dụng một chế độ làm mát mới với tốc độ thấp, quạt lượng không khí thấp và công nghệ ống dẫn nhiệt.

 

Công nghệ ống dẫn nhiệt đã mang lại cơ hội cho kỷ nguyên yên tĩnh của máy tính và được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử khác.

 

Ống dẫn nhiệt hoạt động như thế nào?

 

Nguyên lý hoạt động của ống nhiệt là: mỗi khi có sự chênh lệch nhiệt độ thì tất yếu sẽ xảy ra hiện tượng truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao xuống nơi có nhiệt độ thấp.Ống dẫn nhiệt sử dụng phương pháp làm mát bay hơi, do đó nhiệt độ chênh lệch giữa hai đầu ống nhiệt rất lớn nên dẫn nhiệt nhanh chóng.Nhiệt của nguồn nhiệt bên ngoài làm tăng nhiệt độ của môi chất công tác lỏng thông qua sự dẫn nhiệt của thành ống phần bay hơi và lõi thấm chất lỏng chứa đầy môi chất công tác;nhiệt độ của chất lỏng tăng lên, và bề mặt chất lỏng bay hơi cho đến khi nó đạt đến áp suất hơi bão hòa.cách để vượt qua hơi nước.Hơi chảy sang đầu kia dưới sự chênh lệch áp suất nhỏ, giải phóng nhiệt và ngưng tụ lại thành chất lỏng, chất lỏng chảy ngược trở lại phần bay hơi dọc theo vật liệu xốp nhờ lực mao dẫn.Chu kỳ này diễn ra nhanh chóng và nhiệt có thể được dẫn đi liên tục.

 

Tính năng kỹ thuật ống nhiệt

 

· Hiệu ứng dẫn nhiệt tốc độ cao.Trọng lượng nhẹ và cấu trúc đơn giản

 

· Phân bố nhiệt độ đồng đều, có thể được sử dụng cho nhiệt độ đồng đều hoặc tác động đẳng nhiệt · Khả năng truyền nhiệt lớn.Khoảng cách truyền nhiệt dài.

 

· Không có thành phần nào đang hoạt động và bản thân nó không tiêu thụ điện năng.

 

· Không hạn chế hướng truyền nhiệt, đầu bay hơi và đầu ngưng tụ có thể hoán đổi cho nhau.· Dễ dàng gia công để thay đổi hướng truyền nhiệt.

 

Bền bỉ, tuổi thọ cao, đáng tin cậy, dễ bảo quản và lưu giữ.Tại sao công nghệ ống nhiệt lại có hiệu suất cao như vậy?Chúng ta phải nhìn vấn đề này theo quan điểm nhiệt động lực học.

 

Sự hấp thụ nhiệt và toả nhiệt của các vật là tương đối, hễ có sự chênh lệch nhiệt độ thì chắc chắn sẽ xảy ra hiện tượng truyền nhiệt từ nhiệt độ cao xuống nhiệt độ thấp.

 

Có ba cách truyền nhiệt: bức xạ, đối lưu và dẫn truyền, trong đó dẫn nhiệt là nhanh nhất.

 

Ống dẫn nhiệt sử dụng phương pháp làm mát bay hơi làm cho chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu ống nhiệt rất lớn, để dẫn nhiệt nhanh chóng.

 

 

Một ống dẫn nhiệt điển hình bao gồm một vỏ ống, một bấc và một nắp cuối.

 

Phương pháp sản xuất là bơm bên trong ống đến áp suất âm 1,3 × (10-1 ~ 10-4) Pa và sau đó đổ đầy chất lỏng làm việc thích hợp, để vật liệu xốp mao quản hấp thụ chất lỏng. lõi sát thành trong của ống chứa đầy chất lỏng rồi hàn kín.

 

Nhiệt độ sôi của chất lỏng giảm dưới áp suất âm, và nó dễ bay hơi.Thành ống có bấc thấm chất lỏng được cấu tạo bằng vật liệu xốp mao quản.

 

Vật liệu ống nhiệt và chất lỏng làm việc thông thường

 

Một đầu của ống dẫn nhiệt là đầu bay hơi và đầu kia là đầu ngưng tụ.

 

Khi đốt nóng một đoạn của ống dẫn nhiệt, chất lỏng trong ống mao dẫn bay hơi nhanh và hơi chảy sang đầu kia dưới sự chênh lệch áp suất nhỏ, tỏa nhiệt và lại ngưng tụ thành chất lỏng.

 

Chất lỏng chảy trở lại phần bay hơi dọc theo vật liệu xốp bằng lực mao dẫn, và chu kỳ là vô tận.Nhiệt lượng được truyền từ đầu này sang đầu kia của ống dẫn nhiệt.Chu trình này được thực hiện nhanh chóng, và nhiệt có thể được dẫn liên tục.

 

Sáu quy trình truyền nhiệt liên quan trong ống dẫn nhiệt

 

1. Nhiệt được truyền từ nguồn nhiệt đến mặt phân cách (lỏng-hơi) qua thành ống nhiệt và bấc chứa đầy chất lỏng làm việc;

 

2. Chất lỏng bay hơi trên mặt phân cách (lỏng-hơi) trong phần bay hơi, và 3. Hơi nước trong buồng hơi chảy từ phần bay hơi sang phần ngưng tụ;

 

4. Hơi nước ngưng tụ trên mặt phân cách hơi - lỏng trong phần ngưng tụ;

 

5. Nhiệt truyền từ mặt phân cách (hơi - lỏng) sang nguồn lạnh qua bấc, chất lỏng và thành ống;

 

6. Trong bấc, chất lỏng làm việc ngưng tụ được quay trở lại phần bay hơi do tác động của mao dẫn.

 

Cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt

 

Lớp xốp ở thành trong của ống dẫn nhiệt có nhiều dạng, phổ biến hơn cả là: thiêu kết bột kim loại, rãnh, lưới kim loại, v.v.

 

1. cấu trúc xỉ nóng

 

 

Theo nghĩa đen, cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt này giống như than bánh hoặc xỉ nóng.

 

Ở bức tường bên trong tưởng như thô ráp lại có đủ loại lỗ nhỏ li ti, chúng giống như mao mạch trên cơ thể người, chất lỏng trong ống dẫn nhiệt sẽ chuyển động theo những lỗ nhỏ này, tạo thành lực hút mạnh.

 

Trên thực tế, quá trình chế tạo một ống dẫn nhiệt như vậy tương đối phức tạp.Bột đồng được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định.Trước khi nó được nấu chảy hoàn toàn, rìa trán của các hạt bột đồng đầu tiên sẽ tan chảy và kết dính với bột đồng xung quanh, do đó tạo thành những gì bạn thấy bây giờ.đến cấu trúc rỗng.

 

 

Nhìn trên hình, bạn có thể nghĩ nó rất mềm, nhưng trên thực tế, loại xỉ nóng này không mềm cũng không lỏng mà rất chắc.

 

Vì là chất được nung bằng bột đồng ở nhiệt độ cao nên sau khi nguội chúng sẽ khôi phục lại kết cấu cứng ban đầu của kim loại.

 

Ngoài ra, từ quan điểm sản xuất, chi phí sản xuất ống dẫn nhiệt với quy trình và cấu trúc này tương đối cao.

 

2. Cấu trúc rãnh

 

 

Cấu tạo bên trong của ống dẫn nhiệt này được thiết kế giống như những rãnh song song.

 

Nó cũng hoạt động giống như các mao dẫn, và chất lỏng quay trở lại nhanh chóng được dẫn trong ống dẫn nhiệt qua các rãnh này.

 

Tuy nhiên, theo độ chính xác và độ mịn của rãnh, theo cấp quá trình và hướng của rãnh,… sẽ có ảnh hưởng lớn đến quá trình tản nhiệt của ống dẫn nhiệt.

 

Từ góc độ giá thành sản xuất, việc chế tạo ống dẫn nhiệt này tương đối đơn giản, dễ chế tạo hơn và giá thành chế tạo tương đối rẻ.

 

Tuy nhiên, công nghệ gia công rãnh ống dẫn nhiệt đòi hỏi khắt khe hơn.Nói chung, nó là thiết kế tốt nhất để theo hướng của chất lỏng trở lại, vì vậy về mặt lý thuyết, hiệu suất tản nhiệt không cao như trước đây.

 

3. Nhiều lưới kim loại

 

Ngày càng có nhiều bộ tản nhiệt ống dẫn nhiệt thông dụng sử dụng thiết kế dạng lưới đa kim loại này.Từ hình ảnh, bạn có thể dễ dàng nhận thấy thứ bông cặn bên trong ống dẫn nhiệt giống như một chiếc mũ rơm bị vỡ.

 

- Nói chung, bên trong của ống dẫn nhiệt này là một lớp vải kim loại làm bằng dây đồng.Giữa các sợi dây đồng nhỏ có nhiều khe hở nhưng cấu tạo của vải sẽ không cho vải xô lệch gây tắc ống dẫn nhiệt.

 

Từ góc độ giá thành, cấu tạo bên trong của ống dẫn nhiệt này tương đối đơn giản, và chế tạo cũng đơn giản hơn.

 

Chỉ cần một ống đồng thông thường để lấp đầy các loại vải lưới đa kim loại này.Về lý thuyết, hiệu quả tản nhiệt không tốt bằng hai loại trước.