Топлинска цевка е пасивен, двофазен уред за пренос на топлина кој ја преместува топлинската енергија преку вечни циклуси на испарување и кондензација. Сфатете го како ладилникот во вашиот автомобил.
Топлинската цевка содржи вдлабна обвивка / обвивка (на пр. Цевка) изработена од материјал за термички проводен материјал (на пр. Бакар, алуминиум), работна течност (т.е. течност која може ефикасно да ја апсорбира и пренесува енергијата) и фитил структура / поставата заедно во целосно затворен / запечатен систем.
Топлинските цевки се користат за HVAC системи, воздухопловни апликации (на пр. Термичка контрола за вселенски летала) и - најчесто - ладење електронски жаришта. Топлинските цевки може да бидат мали за поединечни компоненти (пр. Процесорот, графичкиот процесор ) и / или личните уреди (на пр. Паметни телефони / таблети, лаптопи, компјутери) или доволно големи за да се приспособат куќишта со целосна големина (на пр. Податоци, мрежа или сервери / куќишта ).
Како функционира топлинска цевка?
Концептот зад цевката за топлина е сличен на оној на автомобилскиот радијатор или компјутерски течни систем за ладење , но со поголеми предности. Технологијата за топлинска цевка функционира со искористување на механиката (т.е. физиката) на:
- Термичка спроводливост
- Фазно транзиција
- Конвекција
- Капиларно дејство
Едниот крај на цевката за топлина која го одржува контактот со извор на висока температура (на пр. Процесорот ) е познат како дел од испарувачот . Како дел од испарувачот почнува да прима доволен внес на топлина (топлинска спроводливост), локалната работна течност содржана во фитилната конструкција што ја навалува обвивката потоа испарува од течност во гасна состојба (фазна транзиција). Топлиот гас ја исполнува шуплината во внатрешноста на топлинската цевка.
Бидејќи воздушниот притисок се гради во внатрешноста на празнината на делот за испарувачот, почнува да се вози латентната топлина која носи пареа - кон постудениот крај на цевката за топлина (конвекција). Овој ладен крај е познат како дел од кондензаторот . Пареата во делот на кондензаторот се лади до точката каде што кондензира назад во течна состојба (фазна транзиција), ослободувајќи ја латентната топлина што беше апсорбирана од процесот на испарување. Латентната топлина се пренесува на обвивка (топлинска спроводливост) каде што може лесно да се отстрани од системот (на пр. Со вентилатор и / или ладилник).
Оладената работна течност е натопена од фитилната конструкција и се дистрибуира назад кон делот на испарувачот (капиларно дејство). Откако течноста ќе стигне до делот за испарувачот, таа станува изложена на топлина, која повторно го продолжува циклусот.
За да се визуелизира внатрешноста на топлинската цевка во акција, замислете дека овие процеси функционираат непречено во еден циклус:
- Гас тече низ шуплива празнина од топли до ладни делови
- Течно движење низ структурата на фитил од ладни до топла делови
Топлинските цевки можат да ја преместат топлината само кога температурниот градиент паѓа во рамките на работниот опсег на системот - гасовите нема да кондензираат кога температурите ќе ја надминат кондензациската точка на елементот, течностите нема да испаруваат кога температурите ќе паднат на точката на испарување на елементот. Но, со оглед на разновидноста на ефективни материјали и работни флуиди на располагање, производителите се во можност да се фино нагодување на дизајнот на топлинските цевки и да гарантира перформанси.
Предности и придобивки на топлинските цевки
Наспроти конвенционалните методи за електронско ладење, топлинските цевки нудат значителни придобивки (со неколку ограничувања):
- Пасивно ладење: за топлинските цевки не е потребен рачен прекинувач или електрична енергија за да функционираат. Се што е потребно е температурна разлика помеѓу испарувачот и кондензаторот.
- Без одржување: Топлинските цевки се целосно затворени / затворени системи со нула механички / подвижни делови.
- Флексибилен дизајн: Топлинските цевки може да се направат со дебелина / дијаметар помала од 3 мм, да се формираат во U-облици доволно цврсти за да се свиткаат околу работ на едно пени и да работат во било која насока / ориентација (т.е. не зависно од гравитацијата) . Овие флексибилни аспекти на дизајнот овозможуваат топлинските цевки да ги задоволуваат специфичните форми и / или барања.
- Висока спроводливост: Топлинските цевки се направени со материјали кои можат да се справат со температури до и над 1000 степени C. Изборот на материјали за обложување, работни флуиди и фибрилни конструкции овозможи дизајнерите да ги подеси работните температури.
- Вредност: Топлинските цевки имаат тенденција да бидат помали, полесни, поефикасни и поприфатливи за производство отколку споредливи типови на системи за ладење.