Ang isang heat pipe ay isang passive, two-phase heat-transfer device na nagpapalipat ng thermal energy sa pamamagitan ng mga panghabang-panahon na pag-aalis ng usok at paghalay. Isipin ito tulad ng radiador sa iyong kotse.
Ang isang pipe ng init ay may kasamang guwang na pambalot / sobre (hal. Isang tubo) na gawa sa isang thermally-konduktibo na materyales (eg tanso, aluminyo), isang nagtatrabaho likido (ibig sabihin, isang likido na maaaring epektibong sumipsip at magpapadala ng enerhiya) magkasama sa isang ganap na sarado / selyadong sistema.
Ang mga pipa ng init ay ginagamit para sa mga sistema ng HVAC, mga aplikasyon ng aerospace (hal. Thermal control para sa spacecraft), at - pinaka-karaniwang - paglamig down na electronic hot spot. Ang mga pipa ng init ay maaaring gawin maliit para sa mga indibidwal na sangkap (eg CPU, GPU ) at / o mga personal na aparato (hal. Smartphone / tablet, lapto, computer), o sapat na malaki upang mapaunlakan ang mga full-sized na enclosures (eg data, network, enclosures ).
Paano Gumagana ang Heat Pipe Work?
Ang konsepto sa likod ng isang pipe ng init ay katulad ng sa isang automotive radiator o isang computer cooling system cooling , ngunit may mas higit na pakinabang. Ang teknolohiya ng heat pipe ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng paggamit ng mekanika (ie pisika) ng:
- Thermal conductivity
- Paglipat ng phase
- Konklusyon
- Pagkilos ng maliliit na ugat
Ang isang dulo ng init pipe na nagpapanatili ng contact na may isang mataas na temperatura source (hal CPU ) ay kilala bilang ang seksyon ng pangsingaw . Bilang ang seksyon ng pangsingaw ay nagsisimula upang makatanggap ng sapat na init input (thermal kondaktibiti), ang lokal na nagtatrabaho likido na nilalaman sa wick istraktura lining ang casing ay pagkatapos vaporized mula sa isang likido sa isang puno ng gas estado (phase transition). Ang mainit na gas ay pinunan ang guwang na lukab sa loob ng pipe ng init.
Habang bumubuo ang presyon ng hangin sa loob ng lukab ng seksyon ng pangsingaw, sinimulan nito ang paghimok ng singaw na nagdadala ng latent heat - patungo sa mas malamig na dulo ng pipe ng init (kombeksyon). Ang malamig na dulo na ito ay kilala bilang seksyon ng pampalapot . Ang singaw sa seksyon ng pampalapot ay lumalamig hanggang sa punto kung saan ito ay lumalabas pabalik sa isang likidong estado (phase transition), na naglalabas ng tago na init na nasisipsip ng proseso ng pagwawalisasyon. Ang nakatago na paglipat ng init sa casing (thermal kondaktibiti) kung saan madali itong matanggal mula sa system (hal. Sa isang fan at / o heat sink).
Ang cooled nagtatrabaho fluid ay babad na babad sa pamamagitan ng istraktura ng wick at ibinahagi pabalik sa seksyon ng pangsingaw (pagkilos ng maliliit na ugat). Kapag naabot ng likido ang seksyon ng pangsingaw, nalalantad ito sa input ng init, na nagpapatuloy muli sa ikot.
Upang maisalarawan ang loob ng isang pipe ng init sa pagkilos, isipin na ang mga prosesong ito ay gumagana nang maayos sa isang cycle:
- Gas na dumadaloy sa pamamagitan ng guwang na lukab mula sa mainit hanggang malamig na seksyon
- Ang likido ay lumilipat sa istraktura ng wick mula sa malamig hanggang mainit na mga seksyon
Ang mga pipa ng init ay maaaring mag-relocate ng init kapag ang temperatura gradient ay bumaba sa loob ng hanay ng operating system - gas ay hindi magpapalabas kapag ang temperatura ay lumampas sa kondensasyon punto ng elemento, likido ay hindi vaporize kapag ang temperatura ay hindi maikli ng vaporization point ng elemento. Subalit binigyan ng iba't ibang mga epektibong materyales at magagamit na mga likido na magagamit, ang mga tagagawa ay magagawang magaling na tune ang disenyo ng mga pipa ng init at ginagarantiya ang pagganap.
Mga Kalamangan at Mga Benepisyo ng Heat Pipes
Kumpara sa maginoo na pamamaraan ng electronic cooling, ang mga piping ng init ay nag-aalok ng mga makabuluhang benepisyo (na may ilang mga limitasyon):
- Passive cooling: Heat pipe ay hindi kailangan ng manual switch o kuryente upang gumana. Ang lahat ng kailangan ay isang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga seksyon ng pangsingaw at pampalapot.
- Walang pagpapanatili: Ang mga pipa ng init ay ganap na sarado / selyadong mga sistema na may zero mechanical / moving parts.
- May kakayahang umangkop na disenyo: Ang mga mainit na tubo ay maaaring gawin sa isang kapal / lapad bilang manipis na 3 mm, ay nabuo sa mga hugis ng hugis na may sapat na kakilabutan sa paligid ng gilid ng isang sentimos, at gumagana sa anumang direksyon / orientation (ibig sabihin, hindi umaasa sa gravity) . Ang mga nabagong aspeto ng disenyo ay nagpapahintulot sa mga pipa ng init upang matugunan ang mga tiyak na hugis at / o mga kinakailangan.
- Mataas na kondaktibiti: Ang mga pipa ng init ay ginawa gamit ang mga materyales na maaaring humawak ng mga temperatura ng hanggang sa at higit sa 1000 degrees C. Ang pagpili ng mga materyales sa casing, nagtatrabaho ng mga likido, at mga istraktura ng wick ay nagpapadali ng mga designer ng mga saklaw ng temperatura ng operating.
- Halaga: Ang mga mainit na tubo ay malamang na maging mas maliit, mas magaan, mas epektibo, at mas abot-kaya upang makabuo kaysa sa maihahambing na mga uri ng mga sistema ng paglamig.