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Tubo de calor
Princípio de funcionamento:
A extremidade de aquecimento do tubo de calor evapora o fluido de trabalho em gás, e o gás flui através do tubo oco até a extremidade de resfriamento. Após o resfriamento, o gás condensa em líquido, que é então sugado de volta para a extremidade de aquecimento pela estrutura capilar, formando um ciclo repetido para completar a sucção. Ciclo calor-exotérmico, de modo a obter o efeito de transferência de calor.
Diferentes estruturas de heatpipes:
1. Tubo sinterizado
2. Sinterização de pó + ranhura rasa (nova sinterização)
3. Sinterização semi-pó + sulco profundo (tubo composto)
4. Tubo fino
Tubo sinterizado
O tubo sinterizado é feito de tubo liso + sinterização em pó
O tubo sinterizado utiliza principalmente sua estrutura capilar interna e a alta condutividade térmica do fluido de trabalho para dissipar o calor.
Densidade aparente:
refere-se à massa do pó por unidade de volume quando o pó é naturalmente colocado no recipiente especificado.
Reflete o tamanho das partículas do pó e sua irregularidade. Quanto menor o tamanho da partícula, mais preenchido o pó e o pó, maior a densidade aparente; quanto maior a irregularidade, o conflito mútuo entre o pó e o pó, fácil de formar uma "ponte em arco", menor será a densidade aparente.
Quanto maior a densidade aparente, maior a quantidade de enchimento de pó, então agora é basicamente pó de cobre com baixa densidade aparente.
Diagrama esquemático da "ponte em arco" sob microscópio
Sinterização de pó + ranhura rasa (nova sinterização)
Devido à alta permeabilidade da ranhura, a taxa de refluxo do fluido de trabalho interno pode ser acelerada, e a superfície de contato entre a sinterização e a ranhura formará um ângulo de contato, o que também aumenta a força capilar interna para atingir o objetivo de melhorar desempenho.
Número de dentes para ranhuras rasas: D6 80-100 dentes D8 135 dentes
Método de teste:
T 1 <75 graus
Tamanho de aquecimento: 20mm×20mm
Comprimento de aquecimento: 60mm
T ambiente=25 3oC T3=57 ± 3 graus
∆T Menor ou igual a 5 graus (∆T=T2 – T4)
A potência da ranhura rasa de 6 mm + tubo de calor sinterizado é maior do que a do tubo de calor sinterizado
Comprimento do tubo de calor=200mm (φ6)
O Qmax do tubo de calor sinterizado com 100 ranhuras é maior do que o tubo sinterizado.
Espessura do tubo de calor{{0}},0 mm (φ6)
Sinterização semi-pó + sulco profundo (tubo composto)
Comparação de três tipos diferentes de tubos
Comparação sob o mesmo comprimento, mesma haste central e condições de teste horizontal: o tubo composto é melhor que o sinterizado e o novo sinterizado, o novo sinterizado é melhor que o tubo sinterizado.
Comparação de testes de diferentes tipos de tubos e diferentes ângulos
A. Tubo Ranhurado
B. Tubo Sinterizado
C. Novo tubo sinterizado
D. Altura do composto=40mm
E. Altura do composto=60mm
F. Altura do composto=80mm
G. Altura do composto=100mm
H. Altura do composto=140mm
I. Altura do composto=170mm
Pode-se observar que a potência do ângulo negativo do tubo composto aumenta com o aumento da altura de enchimento do pó, enquanto a potência horizontal diminui com o aumento da altura de enchimento do pó; o melhor teste de ângulo negativo é sulco raso + sinterização em pó.
Ao projetar um tubo composto parcialmente preenchido com pó, atenção especial deve ser dada ao teste de ângulo negativo.
Como funcionam os tubos de calor finos
Quando o calor de entrada está na seção de evaporação, o fluido de trabalho na estrutura capilar é aquecido e evaporado em vapor de água e entra nos canais de vapor em ambos os lados e, em seguida, entra na seção de condensação através do canal de vapor para liberar calor latente e condensar em líquido, e o líquido passa pela força capilar do núcleo capilar médio. Sob a ação do refluxo para a seção de evaporação, formando assim um ciclo de trabalho.
Parâmetros de controle do dissipador de calor com tubo de calor flexível
Distribuição do tamanho das partículas: Geralmente, quanto mais grosso o pó, maior a porosidade, maior a permeabilidade, maior o raio capilar efetivo (menor a força capilar) e o efeito da permeabilidade é maior do que o da menor força capilar , e a transferência geral de calor ainda aumentará.
O tamanho da haste central: O tamanho da haste central está relacionado à espessura da camada sinterizada e ao tamanho do canal de vapor. Quanto menor for o canal de vapor, menor será a quantidade de transferência de calor que pode ser transmitida.
Densidade de enchimento de pó: Diferentes tempos de enchimento, diferentes frequências de vibração e amplitude da máquina de envase de pó estão relacionados à porosidade, permeabilidade e dificuldade de retirar a haste.
Comprimento de enchimento de pó: O comprimento de enchimento de pó só precisa ser considerado ao fazer um tubo composto. Se o tamanho da ranhura for selecionado corretamente, o comprimento do enchimento de pó é geralmente 2/5 do comprimento do tubo de calor (a premissa é que seja horizontal ou ao longo da gravidade).
Temperatura e tempo de sinterização: 900 ~ 1030 graus, 9 horas. Quando a resistência da camada sinterizada é insuficiente, a temperatura de sinterização pode ser aumentada ou o tempo de sinterização pode ser aumentado, e a porosidade relativa será reduzida.
Temperatura e tempo de redução: A temperatura de redução e recozimento está acima de 550 graus, e a camada de óxido é removida para aumentar a hidrofilicidade da estrutura capilar e eliminar o estresse interno do processamento.
Volume de água de enchimento: De modo geral, o melhor volume de água de enchimento é 110% ~ 115%, mas em algumas situações especiais, como o caso em que a resistência térmica vertical e horizontal precisa ser considerada, o volume de água de enchimento pode ser de 80 ~ 90 %. A quantidade de enchimento é o ajuste final do projeto do tubo de calor, e a estrutura capilar é o principal fator que determina o desempenho.
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