Ο σωλήνας θερμότητας σωλήνας θερμότητας είναι ένα είδος στοιχείου μεταφοράς θερμότητας, το οποίο χρησιμοποιεί πλήρως την αρχή της αγωγιμότητας θερμότητας και τις ιδιότητες γρήγορης μεταφοράς θερμότητας του ψυκτικού μέσου. θερμική αγωγιμότητα.
Το 1963, η τεχνολογία σωλήνων θερμότητας εφευρέθηκε από τον George Grover του Εθνικού Εργαστηρίου του Λος Άλαμος.
Ο σωλήνας θερμότητας είναι ένα είδος στοιχείου μεταφοράς θερμότητας, το οποίο χρησιμοποιεί πλήρως την αρχή της αγωγιμότητας θερμότητας και τις ιδιότητες γρήγορης μεταφοράς θερμότητας του ψυκτικού μέσου. θερμική αγωγιμότητα.
Η τεχνολογία σωλήνων θερμότητας έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν στην αεροδιαστημική, τη στρατιωτική και άλλες βιομηχανίες. Από τότε που εισήχθη στη βιομηχανία κατασκευής καλοριφέρ, οι άνθρωποι άλλαξαν τη σχεδιαστική σκέψη των παραδοσιακών καλοριφέρ και απαλλάχτηκαν από την παραδοσιακή λειτουργία απαγωγής θερμότητας που βασίζεται αποκλειστικά σε ανεμιστήρες μεγάλου όγκου για καλύτερη απαγωγή θερμότητας.
Αντ' αυτού, υιοθετεί μια νέα λειτουργία ψύξης με τεχνολογία ανεμιστήρα χαμηλής ταχύτητας, χαμηλής έντασης αέρα και σωλήνων θερμότητας.
Η τεχνολογία σωλήνων θερμότητας έχει φέρει μια ευκαιρία στην ήσυχη εποχή των υπολογιστών και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε άλλα ηλεκτρονικά πεδία.
Πώς λειτουργούν οι σωλήνες θερμότητας;
Η αρχή λειτουργίας του σωλήνα θερμότητας είναι: όποτε υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας, το φαινόμενο της μεταφοράς θερμότητας από την υψηλή θερμοκρασία στη χαμηλή θερμοκρασία θα συμβεί αναπόφευκτα. Ο σωλήνας θερμότητας χρησιμοποιεί ψύξη με εξάτμιση, έτσι ώστε η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο άκρων του σωλήνα θερμότητας να είναι πολύ μεγάλη, έτσι ώστε η θερμότητα να μεταδίδεται γρήγορα. Η θερμότητα της εξωτερικής πηγής θερμότητας αυξάνει τη θερμοκρασία του υγρού μέσου εργασίας μέσω της αγωγιμότητας της θερμότητας του τοιχώματος του σωλήνα του τμήματος εξάτμισης και του απορροφητικού πυρήνα υγρού που είναι γεμάτος με το μέσο εργασίας. η θερμοκρασία του υγρού αυξάνεται και η επιφάνεια του υγρού εξατμίζεται μέχρι να φτάσει στην πίεση κορεσμένων ατμών. τρόπος να περάσει στον ατμό. Ο ατμός ρέει στο άλλο άκρο υπό μια μικρή διαφορά πίεσης, απελευθερώνει θερμότητα και συμπυκνώνεται ξανά σε υγρό και το υγρό ρέει πίσω στο τμήμα εξάτμισης κατά μήκος του πορώδους υλικού με τριχοειδική δύναμη. Αυτός ο κύκλος είναι γρήγορος και η θερμότητα μπορεί να διοχετεύεται συνεχώς.
Τεχνικά χαρακτηριστικά σωλήνα θερμότητας
·Εφέ αγωγιμότητας θερμότητας υψηλής ταχύτητας. Μικρό βάρος και απλή δομή
·Ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ομοιόμορφη θερμοκρασία ή ισοθερμική δράση.· Μεγάλη ικανότητα μεταφοράς θερμότητας. Μεγάλη απόσταση μεταφοράς θερμότητας.
·Δεν υπάρχουν ενεργά στοιχεία και δεν καταναλώνει ενέργεια από μόνο του.
·Δεν υπάρχει περιορισμός στην κατεύθυνση μεταφοράς θερμότητας, το άκρο εξάτμισης και το άκρο συμπύκνωσης μπορούν να εναλλάσσονται. ·Εύκολη επεξεργασία για αλλαγή της κατεύθυνσης μεταφοράς θερμότητας.
Ανθεκτικό, μεγάλη διάρκεια ζωής, αξιόπιστο, εύκολο στην αποθήκευση και τη διατήρηση. Γιατί η τεχνολογία σωλήνων θερμότητας έχει τόσο υψηλή απόδοση; Πρέπει να δούμε αυτό το πρόβλημα από θερμοδυναμική άποψη.
Η απορρόφηση θερμότητας και η απελευθέρωση θερμότητας των αντικειμένων είναι σχετικές και όποτε υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας, το φαινόμενο της μεταφοράς θερμότητας από υψηλή θερμοκρασία σε χαμηλή θερμοκρασία θα συμβεί αναπόφευκτα.
Υπάρχουν τρεις τρόποι μεταφοράς θερμότητας: ακτινοβολία, συναγωγή και αγωγή, μεταξύ των οποίων η αγωγιμότητα θερμότητας είναι η ταχύτερη.
Ο σωλήνας θερμότητας χρησιμοποιεί ψύξη με εξάτμιση για να κάνει τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο άκρων του σωλήνα θερμότητας πολύ μεγάλη, έτσι ώστε η θερμότητα να μπορεί να μεταφερθεί γρήγορα.
Ένας τυπικός σωλήνας θερμότητας αποτελείται από ένα κέλυφος σωλήνα, ένα φυτίλι και ένα ακραίο καπάκι.
Η μέθοδος παραγωγής είναι η άντληση του εσωτερικού του σωλήνα σε αρνητική πίεση 1,3×(10-1~10-4)Pa και στη συνέχεια η πλήρωσή του με κατάλληλη ποσότητα υγρού εργασίας, έτσι ώστε το τριχοειδές Το πορώδες υλικό του πυρήνα απορρόφησης υγρού κοντά στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα γεμίζεται με υγρό και στη συνέχεια σφραγίζεται.
Το σημείο βρασμού του υγρού μειώνεται υπό αρνητική πίεση και είναι εύκολο να εξατμιστεί. Το τοίχωμα του σωλήνα έχει ένα φυτίλι που απορροφά υγρά, το οποίο αποτελείται από τριχοειδή πορώδη υλικά.
Υλικό σωλήνων θερμότητας και κοινό υγρό εργασίας
Το ένα άκρο του σωλήνα θερμότητας είναι το άκρο εξάτμισης και το άλλο άκρο είναι το άκρο συμπύκνωσης.
Όταν ένα τμήμα του σωλήνα θερμότητας θερμαίνεται, το υγρό στο τριχοειδές εξατμίζεται γρήγορα και ο ατμός ρέει στο άλλο άκρο υπό μια μικρή διαφορά πίεσης, απελευθερώνει θερμότητα και συμπυκνώνεται ξανά σε υγρό.
Το υγρό ρέει πίσω στο τμήμα εξάτμισης κατά μήκος του πορώδους υλικού με τριχοειδή δύναμη και ο κύκλος είναι ατελείωτος. Η θερμότητα μεταφέρεται από το ένα άκρο του σωλήνα θερμότητας στο άλλο άκρο. Αυτός ο κύκλος εκτελείται γρήγορα και η θερμότητα μπορεί να διεξάγεται συνεχώς.
Έξι σχετικές διεργασίες μεταφοράς θερμότητας σε σωλήνες θερμότητας
1. Η θερμότητα μεταφέρεται από την πηγή θερμότητας στη διεπαφή (υγρού-ατμού) μέσω του τοιχώματος του σωλήνα θερμότητας και του φυτιλιού που είναι γεμάτο με υγρό εργασίας.
2. Το υγρό εξατμίζεται στη διεπιφάνεια (υγρού-ατμού) στο τμήμα εξάτμισης και 3. Ο ατμός στον θάλαμο ατμού ρέει από το τμήμα εξάτμισης στο τμήμα συμπύκνωσης.
4. Ο ατμός συμπυκνώνεται στη διεπαφή ατμού-υγρού στο τμήμα συμπύκνωσης.
5. Η θερμότητα μεταφέρεται από τη διεπαφή (ατμού-υγρού) στην ψυχρή πηγή μέσω του φυτιλιού, του υγρού και του τοιχώματος του σωλήνα.
6. Στο φυτίλι, το συμπυκνωμένο υγρό εργασίας επιστρέφει στο τμήμα εξάτμισης λόγω τριχοειδούς δράσης.
Εσωτερική δομή του σωλήνα θερμότητας
Το πορώδες στρώμα στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα θερμότητας έχει πολλές μορφές, οι πιο συνηθισμένες είναι: πυροσυσσωμάτωση μεταλλικής σκόνης, αυλάκωση, μεταλλικό πλέγμα κ.λπ.
1.Δομή θερμής σκωρίας
Κυριολεκτικά, η εσωτερική δομή αυτού του σωλήνα θερμότητας μοιάζει με απανθρακωμένες μπρικέτες ή καυτή σκωρία.
Στο φαινομενικά τραχύ εσωτερικό τοίχωμα, υπάρχουν όλων των ειδών οι μικροσκοπικές τρύπες, είναι σαν τριχοειδή στο ανθρώπινο σώμα, το υγρό στον σωλήνα θερμότητας θα μεταφερθεί σε αυτές τις μικρές τρύπες, σχηματίζοντας μια ισχυρή δύναμη σιφονιού.
Στην πραγματικότητα, η διαδικασία κατασκευής ενός τέτοιου σωλήνα θερμότητας είναι σχετικά περίπλοκη. Η σκόνη χαλκού θερμαίνεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Πριν λιώσει τελείως, η άκρη του μετώπου των σωματιδίων σκόνης χαλκού θα λιώσει πρώτα και θα προσκολληθεί στη γύρω σκόνη χαλκού, σχηματίζοντας έτσι αυτό που βλέπετε τώρα. στην κοίλη δομή.
Από την εικόνα, μπορεί να νομίζετε ότι είναι πολύ μαλακό, αλλά στην πραγματικότητα, αυτή η καυτή σκωρία δεν είναι ούτε μαλακή ούτε χαλαρή, αλλά πολύ δυνατή.
Επειδή είναι ουσία που θερμαίνεται με σκόνη χαλκού σε υψηλή θερμοκρασία, αφού κρυώσουν, επαναφέρουν την αρχική σκληρή υφή του μετάλλου.
Επιπλέον, από κατασκευαστική άποψη, το κόστος κατασκευής του σωλήνα θερμότητας με αυτή τη διαδικασία και τη δομή είναι σχετικά υψηλό.
2. Δομή αυλακιού
Η εσωτερική δομή αυτού του σωλήνα θερμότητας έχει σχεδιαστεί σαν παράλληλες τάφρους.
Λειτουργεί επίσης σαν τριχοειδή αγγεία και το υγρό που επιστρέφει μεταφέρεται γρήγορα στον σωλήνα θερμότητας μέσω αυτών των αυλακώσεων.
Ωστόσο, σύμφωνα με την ακρίβεια και τη λεπτότητα της σχισμής, σύμφωνα με το επίπεδο διεργασίας και την κατεύθυνση του αυλακιού, κ.λπ., θα έχει μεγάλη επίδραση στην απαγωγή θερμότητας του σωλήνα θερμότητας.
Από την άποψη του κόστους παραγωγής, η κατασκευή αυτού του σωλήνα θερμότητας είναι σχετικά απλή, πιο εύκολη στην κατασκευή και σχετικά φθηνή στην κατασκευή.
Ωστόσο, η τεχνολογία επεξεργασίας του αυλακιού του σωλήνα θερμότητας είναι πιο απαιτητική. Σε γενικές γραμμές, είναι ο καλύτερος σχεδιασμός για να ακολουθήσετε την κατεύθυνση της επιστροφής υγρού, επομένως θεωρητικά μιλώντας, η απόδοση απαγωγής θερμότητας δεν είναι τόσο υψηλή όσο η πρώτη.
3. Πολλαπλά μεταλλικά πλέγματα
Όλο και περισσότερα κοινά καλοριφέρ σωλήνων θερμότητας χρησιμοποιούν αυτό το σχέδιο πολυμεταλλικού πλέγματος. Από την εικόνα, μπορείτε εύκολα να δείτε ότι τα κροκιδώδη υλικά μέσα στο σωλήνα θερμότητας είναι σαν ένα σπασμένο ψάθινο καπέλο.
- Γενικά, το εσωτερικό αυτού του σωλήνα θερμότητας είναι ένα μεταλλικό ύφασμα από σύρματα χαλκού. Υπάρχουν πολλά κενά ανάμεσα στα μικρά χάλκινα σύρματα, αλλά η δομή του υφάσματος δεν θα επιτρέψει στο ύφασμα να εξαρθρωθεί και να μπλοκάρει τον σωλήνα θερμότητας.
Από την άποψη του κόστους, η εσωτερική δομή αυτού του σωλήνα θερμότητας είναι σχετικά απλή και είναι επίσης πιο απλή στην κατασκευή του.
Απαιτείται μόνο ένας συνηθισμένος χάλκινος σωλήνας για να γεμίσει αυτά τα υφάσματα από πολυμεταλλικό πλέγμα. Θεωρητικά, το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας δεν είναι τόσο καλό όσο τα προηγούμενα δύο.
