HeatPipe grundläggande kunskaper och designpoäng

Värmerör används ofta i nuvarande termiska design, inklusive våra vanliga bärbara datorer, PC och mobiltelefoner. Följande faktorer måste beaktas vid utformningen av värmerör:

1. Värmebelastning eller värme som ska överföras

2. Arbetstemperatur

3. Rörmaterial

4. Arbetsvätska

5. Kapillärstruktur

6. Värmerörets längd och diameter

7. Kontaktlängd för förångningszonen

8. Kontaktlängd för kompensationsområdet

9. Tyngdkraftens riktning

10. Inverkan av värmerörsböjning och planhet

Vad är kapillärstruktur? Hur påverkar det värmerörs prestanda

Det finns fyra vanliga kapillärerVärmerörstrukturer, inklusive spår, trådnät, sintrat pulver, metall och fiber. Kapillärstrukturen är fodrad på innerväggen av värmerörsbehållaren och tillåter vätskan att strömma från ena änden av värmeröret till den andra genom kapillärverkan. Varje kapillärstruktur har sina fördelar och nackdelar. Det finns ingen perfekt kapillärstruktur. Varje kapillärstruktur har sin egen gräns.

Spårstruktur:Kapillärgränsen är den lägsta, men effekten är bäst när kondensorn är placerad ovanför förångaren

Trådnätstrukturera:Med den mest enhetliga bomullskärnan är dess arbetsprincip i gravitationsriktningen där förångaren är placerad ovanför kondensorn.

Sintrat pulverstrukturera:Effekten är bäst i gravitationsriktningen. Eftersom den sintrade pulvermetallkärnan är bunden till rörväggen genom metall, är dess värmeledning från rörväggen till kärnan eller vice versa den bästa av de fyra vanliga kärnorna.

Metall and fiberstruktur:lämplig för böjning av värmerör med liten radie.

Hur påverkar längd och diameter värmerörets prestanda

Ångtrycksskillnaden mellan kondensor och förångare bestämmer hastigheten för ångutbredning mellan kondensor och förångare. Dessutom kommer värmerörets diameter och längd att påverka utbredningshastigheten för ånga, så det måste beaktas vid utformningen av värmeröret. Värmerörets större tvärsnittsarea (dvs. värmerörets större diameter) gör att en större mängd ånga kan överföras från förångaren till kondensorn. Värmerörets tvärsnittsarea är en direkt funktion av värmerörets akustiska gräns och medbringningsgräns. Men värmerörets arbetstemperatur kommer också att påverka värmerörets akustiska gräns. Genom att jämföra värmeöverföringen av värmerör med olika diametrar. Det kan ses att värmeröret överför mer värme vid högre driftstemperatur.

Hastigheten med vilken arbetsvätskan återgår från kondensorn till förångaren styrs av kapillärgränsen och är en reciprok funktion av värmerörets längd. Längre värmerör överför mindre värme än kortare värmerör.

Hur påverkar tyngdriktningen värmerörs prestanda

Strukturen med hög kapillärgräns kan övervinna tyngdkraften och överföra mer arbetsvätska från kondensorn till förångaren. Men, som tidigare nämnts, fungerar den sintrade pulvermetallvärmeabsorbatorn med den högsta kapillärgränsen bäst under gravitationsassisterade förhållanden (förångaren är ovanför kondensorn).

Hur påverkar värmerörsböjning prestandan

Om böjningsradien är för liten kommer pulvermetallskiktet att skadas. Därför kan värmerörets armbåge minska värmen som kan överföras. De experimentella resultaten visar att om böjningsradien är lika med eller större än 3 gånger, kommer böjningen inte att påverka prestandan.

Hur påverkar värmerörets tillplattning tjocklek prestandan

Om värmeröret är tillplattat kommer ljudgränsen och medbringningsgränsen att reduceras i förhållande till den tillplattade tjockleken. Därför kommer överdriven tillplattning av värmeröret att minska värmen som kan överföras och till och med blockera passagen av ånga helt. Experimentresultaten visar att korrekt tillplattning inte påverkar prestandan, men överdriven tillplattning kommer att påverka prestandan. Om ångkanalens tjocklek efter tillplattning är större än 2 mm, kommer prestandan inte att minska jämfört med det cirkulära röret.

Hur påverkar den genomsnittliga driftstemperaturen prestandan

Den genomsnittliga arbetstemperaturen för värmeröret kommer att påverka prestandan. Ju högre medeltemperatur, desto bättre prestanda. Detta beror på den lägre viskositeten hos arbetsvätskan vid högre temperaturer, vilket gör att mer arbetsvätska kan strömma från förångaren till oljekärnan genom kondensorn. Vid högre temperaturer kan arbetsvätskan också bli mer flyktig till ett gasformigt tillstånd.

Gör värmerör tillförlitligt

Värmeröret har inga rörliga delar och har hög tillförlitlighet. Man måste dock vara försiktig vid konstruktion och tillverkning av värmerör. Två tillverkningsfaktorer kommer att minska värmerörets tillförlitlighet: täthet och renhet. Eventuellt läckage i värmeröret kommer så småningom att göra att värmeröret går sönder. Om den inre kammaren inte rengörs noggrant, när värmeröret värms upp, kommer återstoden att producera icke kondenserbar gas och minska rörets prestanda.