ท่อความร้อนทำงานอย่างไร

ดิท่อความร้อนเป็นองค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งใช้หลักการนำความร้อนและคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วของตัวกลางระบายความร้อนการนำความร้อน

 

 

ในปี 1963 เทคโนโลยีท่อความร้อนถูกคิดค้นโดย George Grover จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส

 

ท่อความร้อนเป็นองค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งใช้หลักการนำความร้อนและคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วของตัวกลางระบายความร้อนอย่างเต็มที่การนำความร้อน

 

เทคโนโลยีท่อความร้อนเคยใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ มาก่อนนับตั้งแต่เปิดตัวสู่อุตสาหกรรมการผลิตหม้อน้ำ ผู้คนได้เปลี่ยนแนวคิดในการออกแบบหม้อน้ำแบบเดิมและเลิกใช้โหมดการกระจายความร้อนแบบเดิมซึ่งอาศัยพัดลมปริมาณมากเพียงอย่างเดียวเพื่อให้ระบายความร้อนได้ดีขึ้น

 

แต่กลับใช้โหมดทำความเย็นแบบใหม่ที่มีความเร็วต่ำ พัดลมปริมาณอากาศต่ำ และเทคโนโลยีท่อความร้อน

 

เทคโนโลยีท่อความร้อนได้นำโอกาสมาสู่ยุคที่เงียบสงบของคอมพิวเตอร์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

 

ท่อความร้อนทำงานอย่างไร?

 

หลักการทำงานของท่อความร้อนคือ เมื่อใดก็ตามที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ปรากฏการณ์การถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ท่อความร้อนใช้ระบบทำความเย็นแบบระเหย เพื่อให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของท่อความร้อนมีขนาดใหญ่มาก เพื่อให้ความร้อนดำเนินการได้อย่างรวดเร็วความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอกจะเพิ่มอุณหภูมิของตัวกลางในการทำงานของของเหลวผ่านการนำความร้อนของผนังท่อของส่วนการระเหยและแกนดูดซับของเหลวที่เต็มไปด้วยสื่อการทำงานอุณหภูมิของของเหลวสูงขึ้น และพื้นผิวของของเหลวจะระเหยไปจนถึงความดันไออิ่มตัวทางที่จะผ่านไปยังไอน้ำไอไหลไปยังปลายอีกด้านภายใต้ความแตกต่างของแรงดันเล็กน้อย ปล่อยความร้อน และควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้ง และของเหลวจะไหลกลับไปยังส่วนการระเหยตามวัสดุที่มีรูพรุนด้วยแรงของเส้นเลือดฝอยวัฏจักรนี้ดำเนินไปอย่างรวดเร็วและสามารถนำความร้อนออกไปได้อย่างต่อเนื่อง

 

คุณสมบัติทางเทคนิคของท่อความร้อน

 

· การนำความร้อนด้วยความเร็วสูงน้ำหนักเบาและโครงสร้างเรียบง่าย

 

·แม้การกระจายอุณหภูมิ สามารถใช้สำหรับอุณหภูมิสม่ำเสมอหรือการกระทำ isothermal. ·ความจุการถ่ายเทความร้อนขนาดใหญ่ระยะการถ่ายเทความร้อนที่ยาวนาน

 

· ไม่มีส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ และไม่กินไฟเอง

 

· ไม่มีการจำกัดทิศทางการถ่ายเทความร้อน สามารถเปลี่ยนปลายระเหยและปลายควบแน่นได้· ง่ายต่อการเปลี่ยนทิศทางการถ่ายเทความร้อน

 

ทนทาน อายุการใช้งานยาวนาน เชื่อถือได้ ง่ายต่อการจัดเก็บและเก็บรักษาทำไมเทคโนโลยีท่อความร้อนถึงมีประสิทธิภาพสูงเช่นนี้?เราต้องมองปัญหานี้จากมุมมองทางอุณหพลศาสตร์

 

การดูดซับความร้อนและการปล่อยความร้อนของวัตถุนั้นสัมพันธ์กัน และเมื่อใดก็ตามที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิ ปรากฏการณ์การถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

 

การถ่ายเทความร้อนมีสามวิธี: การแผ่รังสี การพาความร้อน และการนำความร้อน ซึ่งการนำความร้อนจะเร็วที่สุด

 

ท่อความร้อนใช้ระบบทำความเย็นแบบระเหยเพื่อทำให้อุณหภูมิความแตกต่างระหว่างปลายทั้งสองของท่อความร้อนมีขนาดใหญ่มาก เพื่อให้ความร้อนดำเนินการได้อย่างรวดเร็ว

 

 

ท่อความร้อนโดยทั่วไปประกอบด้วยเปลือกท่อ ไส้ตะเกียง และฝาท้าย

 

วิธีการผลิตคือการปั๊มด้านในของท่อให้มีแรงดันลบ 1.3×(10-1~10-4)Pa แล้วเติมด้วยปริมาณของเหลวทำงานที่เหมาะสมเพื่อให้วัสดุที่มีรูพรุนของเส้นเลือดฝอยดูดซับของเหลว แกนใกล้กับผนังด้านในของหลอดบรรจุของเหลวแล้วปิดผนึก

 

จุดเดือดของของเหลวจะลดลงภายใต้แรงดันลบ และง่ายต่อการระเหยผนังท่อมีไส้ตะเกียงดูดซับของเหลว ซึ่งประกอบด้วยวัสดุที่มีรูพรุนของเส้นเลือดฝอย

 

วัสดุท่อความร้อนและของเหลวทำงานทั่วไป

 

ปลายด้านหนึ่งของท่อความร้อนเป็นปลายระเหยและปลายอีกด้านเป็นปลายควบแน่น

 

เมื่อส่วนหนึ่งของท่อความร้อนได้รับความร้อน ของเหลวในเส้นเลือดฝอยจะระเหยอย่างรวดเร็ว และไอจะไหลไปยังปลายอีกด้านหนึ่งภายใต้ความแตกต่างของแรงดันเล็กน้อย ปล่อยความร้อน และควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้ง

 

ของเหลวไหลกลับไปที่ส่วนการระเหยตามวัสดุที่มีรูพรุนด้วยแรงของเส้นเลือดฝอย และวัฏจักรนั้นไม่มีที่สิ้นสุดความร้อนจะถูกถ่ายเทจากปลายด้านหนึ่งของท่อความร้อนไปยังปลายอีกด้านหนึ่งวัฏจักรนี้ดำเนินการอย่างรวดเร็วและสามารถให้ความร้อนได้อย่างต่อเนื่อง

 

หกกระบวนการที่เกี่ยวข้องของการถ่ายเทความร้อนในท่อความร้อน

 

1. ความร้อนถูกถ่ายโอนจากแหล่งความร้อนไปยังส่วนต่อประสาน (ไอของเหลว) ผ่านผนังของท่อความร้อนและไส้ตะเกียงที่เต็มไปด้วยของเหลวทำงาน

 

2. ของเหลวระเหยบนอินเทอร์เฟซ (ไอของเหลว) ในส่วนการระเหย และ 3. ไอน้ำในห้องอบไอน้ำไหลจากส่วนการระเหยไปยังส่วนควบแน่น

 

4. ไอน้ำควบแน่นบนส่วนต่อประสานระหว่างไอและของเหลวในส่วนควบแน่น

 

5. ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากส่วนต่อประสาน (ไอ-ของเหลว) ไปยังแหล่งความเย็นผ่านไส้ตะเกียง ของเหลว และผนังท่อ

 

6. ในไส้ตะเกียง ของเหลวทำงานที่ควบแน่นจะถูกส่งกลับไปยังส่วนการระเหยเนื่องจากการกระทำของเส้นเลือดฝอย

 

โครงสร้างภายในของท่อความร้อน

 

ชั้นรูพรุนที่ผนังด้านในของท่อความร้อนมีหลายรูปแบบ โดยทั่วไปแล้ว ได้แก่ การเผาผนึกด้วยผงโลหะ ร่อง ตาข่ายโลหะ เป็นต้น

 

1.โครงสร้างตะกรันร้อน

 

 

แท้จริงแล้ว โครงสร้างภายในของท่อความร้อนนี้เหมือนกับถ่านอัดแท่งหรือตะกรันร้อน

 

ในผนังด้านในที่ดูหยาบกร้าน มีรูเล็กๆ ทุกชนิด พวกมันเหมือนเส้นเลือดฝอยในร่างกายมนุษย์ ของเหลวในท่อความร้อนจะกระจัดกระจายในรูเล็กๆ เหล่านี้ ทำให้เกิดแรงกาลักน้ำอย่างแรง

 

อันที่จริงกระบวนการทำท่อความร้อนนั้นค่อนข้างซับซ้อนผงทองแดงถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิหนึ่งก่อนที่มันจะละลายอย่างสมบูรณ์ ขอบหน้าผากของอนุภาคผงทองแดงจะละลายและเกาะติดกับผงทองแดงที่อยู่รอบๆ ก่อน จึงจะเกิดสิ่งที่คุณเห็นในตอนนี้สู่โครงสร้างกลวง

 

 

จากภาพอาจคิดว่านุ่มมาก แต่จริงๆ แล้ว ขี้เถ้าร้อนนี้ไม่นิ่มไม่หลวม แต่แรงมาก

 

เนื่องจากเป็นสารที่ให้ความร้อนด้วยผงทองแดงที่อุณหภูมิสูง หลังจากที่เย็นตัวแล้ว พวกมันจะคืนสภาพพื้นผิวแข็งดั้งเดิมของโลหะ

 

นอกจากนี้ จากมุมมองของการผลิต ต้นทุนการผลิตท่อความร้อนด้วยกระบวนการและโครงสร้างนี้ค่อนข้างสูง

 

2. โครงสร้างร่อง

 

 

โครงสร้างภายในของท่อความร้อนนี้ได้รับการออกแบบเหมือนร่องลึกขนาน

 

มันยังทำหน้าที่เหมือนเส้นเลือดฝอย และของเหลวที่ไหลกลับจะถูกดำเนินการอย่างรวดเร็วในท่อความร้อนผ่านร่องเหล่านี้

 

อย่างไรก็ตาม ตามความแม่นยำและความวิจิตรของช่อง ตามระดับกระบวนการและทิศทางของร่อง ฯลฯ จะมีผลกระทบอย่างมากต่อการกระจายความร้อนของท่อความร้อน

 

จากมุมมองของต้นทุนการผลิต การผลิตท่อความร้อนนี้ค่อนข้างง่าย ง่ายต่อการผลิต และต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำ

 

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการประมวลผลของร่องท่อความร้อนมีความต้องการมากขึ้นโดยทั่วไปแล้ว มันคือการออกแบบที่ดีที่สุดที่จะปฏิบัติตามทิศทางของการไหลกลับของของเหลว ดังนั้นในทางทฤษฎี ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนจึงไม่สูงเท่าเดิม

 

3. ตาข่ายโลหะหลายอัน

 

หม้อน้ำท่อความร้อนที่ใช้กันทั่วไปมากขึ้นใช้การออกแบบตาข่ายหลายโลหะนี้จากภาพจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าสิ่งที่จับตัวเป็นก้อนภายในท่อความร้อนนั้นเหมือนหมวกฟางที่หัก

 

- โดยทั่วไปแล้วท่อความร้อนด้านในจะ