히트 파이프 는 열 전도 원리와 냉각 매체의 빠른 열 전달 특성을 최대한 활용하는 일종의 열 전달 요소입니다. 열 전도성.
1963년 로스앨러모스 국립연구소의 조지 그로버(George Grover)가 히트파이프 기술을 발명했습니다.
히트 파이프는 열 전도 원리와 냉각 매체의 빠른 열 전달 특성을 최대한 활용하는 일종의 열 전달 요소입니다. 열 전도성.
히트 파이프 기술은 이전에 항공우주, 군사 및 기타 산업에서 사용되었습니다. 라디에이터 제조 산업에 도입된 이후 사람들은 기존 라디에이터의 설계 사고 방식을 바꾸고 더 나은 방열을 위해 대용량 팬에만 의존하는 기존 방열 모드를 제거했습니다.
대신 저속, 저풍량 팬 및 히트파이프 기술을 갖춘 새로운 냉각 모드를 채택합니다.
히트파이프 기술은 컴퓨터의 조용한 시대에 기회를 가져왔고 다른 전자 분야에서도 널리 사용되었습니다.
히트 파이프는 어떻게 작동하나요?
히트파이프의 작동 원리는 온도차가 있을 때마다 필연적으로 고온에서 저온으로 열이 이동하는 현상이 발생한다는 것입니다. 히트파이프는 증발냉각 방식을 사용하므로 히트파이프 양단의 온도차가 매우 크기 때문에 열이 빠르게 전도됩니다. 외부 열원의 열은 증발 구역의 튜브 벽과 작동 매체로 채워진 액체 흡수성 코어의 열 전도를 통해 액체 작동 매체의 온도를 증가시킵니다. 액체의 온도가 상승하고 액체 표면은 포화 증기압에 도달할 때까지 증발합니다. 증기로 가는 길. 증기는 작은 압력차로 반대편으로 흘러가다가 열을 방출하고 다시 액체로 응축되며, 액체는 모세관력에 의해 다공성 물질을 따라 증발부로 역류하게 된다. 이 주기는 빠르며 열은 지속적으로 전도될 수 있습니다.
히트파이프 기술 특징
·고속 열전도 효과. 가볍고 구조가 간단함
·균일한 온도 분포로 균일한 온도 또는 등온 작용에 사용할 수 있습니다. ·열 전달 능력이 큽니다. 긴 열 전달 거리.
·활성 구성요소가 없으며 자체적으로 전력을 소비하지 않습니다.
·열전달 방향에 제한이 없으며 증발단과 응축단이 서로 바뀔 수 있습니다. ·열전달 방향을 바꾸는 가공이 용이합니다.
내구성이 뛰어나고 수명이 길고 신뢰성이 높으며 보관 및 보관이 용이합니다. 히트파이프 기술이 이렇게 높은 성능을 발휘하는 이유는 무엇입니까? 우리는 열역학적 관점에서 이 문제를 살펴봐야 합니다.
물체의 열흡수와 열방출은 상대적이며, 온도차가 있을 때마다 필연적으로 고온에서 저온으로 열이 전달되는 현상이 발생합니다.
열 전달에는 복사, 대류, 전도의 세 가지 방법이 있으며 그 중 열 전도가 가장 빠릅니다.
히트파이프는 증발냉각을 이용하여 히트파이프 양단의 온도차를 매우 크게 하여 열이 빠르게 전도될 수 있도록 합니다.
일반적인 히트 파이프는 튜브 쉘, 심지 및 엔드 캡으로 구성됩니다.
제작방법은 관 내부를 1.3×(10-1~10-4)Pa의 부압으로 펌핑한 후 적당량의 작동액을 채워 모세관이 튜브 내벽에 가까운 액체 흡수 코어의 다공성 물질에 액체가 채워져 밀봉됩니다.
부압 하에서 액체의 끓는점이 감소하고 휘발되기 쉽습니다. 튜브 벽에는 모세관 다공성 물질로 구성된 액체 흡수 심지가 있습니다.
히트파이프 재료 및 일반 작동유체
히트 파이프의 한쪽 끝은 증발 끝이고 다른 쪽 끝은 응축 끝입니다.
히트파이프의 한 부분이 가열되면 모세관 내의 액체가 급속히 증발하고 증기는 작은 압력차로 반대쪽 끝으로 흘러 열을 방출하고 다시 액체로 응결됩니다.
액체는 모세관력에 의해 다공성 물질을 따라 증발 구간으로 역류하며, 그 주기는 끝이 없습니다. 열은 히트파이프의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전달됩니다. 이 사이클은 빠르게 진행되며, 지속적으로 열을 전도할 수 있습니다.
히트 파이프의 열 전달 관련 6가지 프로세스
1. 열은 열원에서 히트 파이프의 벽과 작동 액체로 채워진 심지를 통해 (액체-증기) 경계면으로 전달됩니다.
2. 증발 구역의 (액체-증기) 경계면에서 액체가 증발하고, 3. 증기실의 증기가 증발 구역에서 응축 구역으로 흐릅니다.
4. 증기는 응축 구역의 증기-액체 경계면에서 응축됩니다.
5. 열은 (증기-액체) 경계면에서 심지, 액체 및 튜브 벽을 통해 저온 소스로 전달됩니다.
6. 심지에서는 모세관 현상으로 인해 응축된 작동 액체가 증발 구역으로 되돌아갑니다.
히트파이프 내부 구조
히트 파이프 내벽의 다공성 층에는 다양한 형태가 있으며, 가장 일반적인 형태는 금속 분말 소결, 홈, 금속 메쉬 등입니다.
1.열간 슬래그 구조
이 히트파이프의 내부 구조는 말 그대로 탄탄한 연탄이나 뜨거운 슬래그와 같습니다.
겉보기에 거칠어 보이는 내벽에는 온갖 종류의 작은 구멍이 있습니다. 이는 인체의 모세혈관과 같습니다. 히트 파이프의 액체가 이 작은 구멍으로 이동하여 강력한 사이펀 힘을 형성합니다.
사실 이러한 히트파이프를 만드는 과정은 비교적 복잡합니다. 구리 분말은 특정 온도로 가열됩니다. 완전히 녹기 전에 구리분말 입자의 이마 가장자리가 먼저 녹아 주변 구리분말에 달라붙어 지금 보이는 모습이 됩니다. 속이 빈 구조로.
사진으로 보면 매우 부드럽다고 생각하실 수 있지만, 실제로 이 열 슬래그는 부드럽지도 느슨하지도 않지만 매우 강합니다.
구리분말을 고온에서 가열한 물질이므로 식힌 후 금속 본래의 단단한 질감을 복원합니다.
또한, 제조 관점에서 이러한 공정 및 구조를 갖는 히트파이프의 제조원가는 상대적으로 높다.
2. 그루브 구조
이 히트파이프의 내부 구조는 평행 트렌치처럼 설계되었습니다.
또한 모세관과 같은 역할을 하며 돌아오는 액체는 이러한 홈을 통해 히트 파이프로 빠르게 전도됩니다.
그러나 슬롯의 정밀도와 정밀도, 가공수준, 홈의 방향 등에 따라 히트파이프의 방열에 큰 영향을 미치게 됩니다.
생산 비용의 관점에서 볼 때 이 히트 파이프의 제조는 상대적으로 간단하고 제조가 용이하며 제조 비용이 상대적으로 저렴합니다.
그러나 히트파이프 홈의 가공 기술은 더욱 까다롭습니다. 일반적으로 액체가 돌아오는 방향을 따르는 것이 가장 좋은 설계이므로 이론적으로 말하면 방열 효율은 전자만큼 높지 않습니다.
3. 다중 금속 메시
점점 더 일반적인 히트 파이프 라디에이터가 이 다중 금속 메시 디자인을 사용합니다. 사진을 보시면 히트파이프 내부의 솜뭉치가 마치 밀짚모자 부러진 것 같은 모습을 쉽게 보실 수 있습니다.
- 일반적으로 이 히트파이프의 내부는 구리선으로 만들어진 금속직물입니다. 작은 구리선 사이에는 틈이 많이 있지만 원단의 구조상 원단이 이탈되어 히트파이프를 막는 일이 발생하지 않습니다.
비용 측면에서 볼 때 이 히트파이프의 내부 구조는 비교적 간단하고 제조도 더 간단합니다.
이러한 다중 금속 메쉬 직물을 채우려면 일반 구리 튜브 하나만 필요합니다. 이론적으로 방열 효과는 이전 두 가지만큼 좋지 않습니다.
