värmeröret är ett slags värmeöverföringselement som till fullo utnyttjar principen för värmeledning och kylmediets snabba värmeöverföringsegenskaper. värmeledningsförmåga.
1963 uppfanns värmerörstekniken av George Grover från Los Alamos National Laboratory.
Värmeröret är ett slags värmeöverföringselement som till fullo utnyttjar principen för värmeledning och kylmediets snabba värmeöverföringsegenskaper. värmeledningsförmåga.
Heat pipe-teknik har använts i flyg-, militär- och andra industrier tidigare. Sedan det introducerades i radiatortillverkningsindustrin har människor ändrat designtänkandet för traditionella radiatorer och blivit av med det traditionella värmeavledningsläget som enbart förlitar sig på högvolymsfläktar för att få bättre värmeavledning.
Istället använder den ett nytt kylläge med låg hastighet, låg luftvolym fläkt och värmerörsteknik.
Heat pipe-teknik har gett en möjlighet till den tysta eran av datorer och har använts i stor utsträckning inom andra elektroniska områden.
Hur fungerar värmerör?
Arbetsprincipen för värmeröret är: närhelst det finns en temperaturskillnad kommer fenomenet med värmeöverföring från den höga temperaturen till den låga temperaturen oundvikligen att inträffa. Värmeröret använder evaporativ kylning, så att temperaturskillnaden mellan värmerörets två ändar är mycket stor, så att värmen leds snabbt. Värmen från den externa värmekällan ökar temperaturen hos det flytande arbetsmediet genom värmeledningen hos förångningssektionens rörvägg och den vätskeabsorberande kärnan fylld med arbetsmediet; vätskans temperatur stiger, och vätskeytan avdunstar tills den når det mättade ångtrycket. sätt att passera till ångan. Ångan strömmar till andra änden under en liten tryckskillnad, avger värme och kondenserar till vätska igen, och vätskan strömmar tillbaka till förångningssektionen längs det porösa materialet med kapillärkraft. Denna cykel är snabb och värme kan kontinuerligt ledas bort.
Tekniska funktioner för värmerör
·Höghastighets värmeledningseffekt. Lätt vikt och enkel struktur
·Jämn temperaturfördelning, kan användas för jämn temperatur eller isotermisk effekt.·Stor värmeöverföringskapacitet. Långt värmeöverföringsavstånd.
·Det finns inga aktiva komponenter och den förbrukar inte själv ström.
·Det finns inga begränsningar för värmeöverföringens riktning, förångningsänden och kondenseringsänden kan bytas ut. · Lätt att bearbeta för att ändra värmeöverföringens riktning.
Hållbar, lång livslängd, pålitlig, lätt att förvara och hålla. Varför har värmerörstekniken så hög prestanda? Vi måste se på detta problem ur en termodynamisk synvinkel.
Värmeabsorptionen och värmeavgivningen hos föremål är relativa, och närhelst det finns en temperaturskillnad kommer fenomenet med värmeöverföring från hög temperatur till låg temperatur oundvikligen att inträffa.
Det finns tre sätt att överföra värme: strålning, konvektion och ledning, bland vilka värmeledning är snabbast.
Värmeröret använder evaporativ kylning för att göra temperaturskillnaden mellan värmerörets två ändar mycket stor, så att värmen snabbt kan ledas.
Ett typiskt värmerör består av ett rörskal, en veke och ett ändlock.
Produktionsmetoden är att pumpa insidan av röret till ett undertryck på 1,3×(10-1~10-4)Pa och sedan fylla det med en lämplig mängd arbetsvätska, så att kapillären poröst material i vätskeabsorptionskärnan nära rörets innervägg fylls med vätska och förseglas sedan.
Vätskans kokpunkt sjunker vid undertryck och den är lätt att förflyktiga. Rörväggen har en vätskeabsorberande veke, som är sammansatt av kapillärporösa material.
Värmerörsmaterial och vanlig arbetsvätska
Ena änden av värmeröret är förångningsänden och den andra änden är kondenseringsänden.
När en del av värmeröret värms upp avdunstar vätskan i kapillären snabbt och ångan strömmar till den andra änden under en liten tryckskillnad, avger värme och kondenseras till vätska igen.
Vätskan strömmar tillbaka till förångningssektionen längs det porösa materialet med kapillärkraft, och cykeln är oändlig. Värmen överförs från ena änden av värmeröret till den andra änden. Denna cykel utförs snabbt och värmen kan ledas kontinuerligt.
Sex associerade processer för värmeöverföring i värmerör
1. Värme överförs från värmekällan till (vätske-ånga) gränssnittet genom värmerörets vägg och veken fylld med arbetsvätska;
2. Vätskan avdunstar på (vätske-ånga) gränssnittet i förångningssektionen, och 3. Ångan i ångkammaren strömmar från förångningssektionen till kondensationssektionen;
4. Ångan kondenserar på gränssnittet mellan ånga och vätska i kondensationssektionen;
5. Värmen överförs från gränssnittet (ånga-vätska) till kylkällan genom veken, vätskan och rörväggen;
6. I veken återförs den kondenserade arbetsvätskan till förångningssektionen på grund av kapillärverkan.
Värmerörets inre struktur
Det porösa lagret på värmerörets innervägg har många former, de vanligaste är: metallpulversintring, spår, metallnät etc.
1. Het slaggstruktur
Bokstavligen är den inre strukturen i detta värmerör som förkolnade briketter eller varm slagg.
I den till synes grova innerväggen finns alla typer av små hål, de är som kapillärer på människokroppen, vätskan i värmeröret kommer att skjuta i dessa små hål och bilda en stark sifonkraft.
Faktum är att processen att tillverka ett sådant värmerör är relativt komplicerad. Kopparpulvret värms upp till en viss temperatur. Innan det är helt smält kommer pannkanten på kopparpulverpartiklarna först att smälta och fästa vid det omgivande kopparpulvret och bilda det du ser nu. till den ihåliga strukturen.
På bilden kan du tycka att den är väldigt mjuk, men i själva verket är den här heta slaggen varken mjuk eller lös, utan väldigt stark.
Eftersom det är ett ämne som värms upp av kopparpulver vid hög temperatur, återställer de metallens ursprungliga hårda struktur efter att de svalnat.
Dessutom, ur tillverkningssynpunkt, är tillverkningskostnaden för värmeröret med denna process och struktur relativt hög.
2. Spårstruktur
Den inre strukturen i detta värmerör är utformad som parallella diken.
Den fungerar också som kapillärer, och den återkommande vätskan leds snabbt in i värmeröret genom dessa spår.
Men beroende på spaltens precision och finhet, enligt processnivån och spårets riktning, etc., kommer det att ha stor inverkan på värmerörets värmeavledning.
Ur produktionskostnadsperspektiv är tillverkningen av detta värmerör relativt enkel, lättare att tillverka och relativt billig att tillverka.
Emellertid är bearbetningstekniken för värmerörsrännan mer krävande. Generellt sett är det den bästa designen att följa vätskeåterföringens riktning, så teoretiskt sett är värmeavledningseffektiviteten inte lika hög som den förra.
3. Flera metallnät
Fler och fler vanliga värmerörsradiatorer använder denna multimetallnätdesign. På bilden kan man lätt se att de flockiga prylarna inuti värmeröret är som en trasig stråhatt.
– Vanligtvis är insidan av detta värmerör ett metalltyg gjord av koppartrådar. Det finns många luckor mellan de små koppartrådarna, men tygets struktur kommer inte att tillåta tyget att förskjutas och blockera värmeröret.
Ur kostnadssynpunkt är den interna strukturen hos detta värmerör relativt enkel och den är också enklare att tillverka.
Endast ett vanligt kopparrör behövs för att fylla dessa tyger av multimetallnät. I teorin är värmeavledningseffekten inte lika bra som de två föregående.
