ヒートパイプ設計の重要な考慮事項

ヒートパイプは一種の熱伝達要素であり、熱伝導原理と冷却媒体の高速熱伝達特性を最大限に活用します。 加熱された物体の熱は、ヒートパイプを介して熱源の外部にすばやく伝達され、その熱伝導率は既知の金属の熱伝導率をはるかに上回ります。

ヒート パイプは、一般的なノートブック コンピューター、携帯電話など、現在の放熱設計でよく使用されます。ヒート パイプの設計では、次の要因を考慮する必要があります。熱負荷または伝達される熱。 動作温度; パイプ; 作動流体; 毛細血管構造; ヒートパイプの長さと直径; 蒸発ゾーンの接触長; 補償領域の接触長; 方向; ヒートパイプの曲げや扁平化などの影響

ヒートパイプの設計では、次の要因を考慮する必要があります。

1、作動流体の選定

①作動流体は、ヒートパイプの作動温度帯に適応し、適切な飽和蒸気圧を有するものとする。

② 作動流体は、シェルおよびウィック材料と適合性があり、良好な熱安定性を備えている必要があります。

③ 作動流体は、総合的な熱物理特性が良好でなければならない。

２、吸液芯の構造

芯の選択は複雑な問題です。 最大の熱伝達率を提供する観点から、ウィックは非常に小さな有効毛細管半径 r を持つ必要があります。最大の毛細管圧力を提供するには、透過率 K 値を大きくして戻りの圧力損失を減らす必要があります。半径方向の熱伝導抵抗を減らすには、熱伝導抵抗を小さくする必要があります。 同じ構造の芯で上記の条件をすべて満たすのは難しいため、複合芯構造や幹芯などがありますが、製造の難易度とコストが高くなります。 したがって、液体吸引コアを選択するときは、熱伝達要件を満たすことに基づいて、最も単純な構造を選択することに注意を払う必要があります。 地上で使用するヒートパイプは、極力重力還流を利用し、吸液コアのないサーモサイフォンを使用する。

3、使用温度

指定された設計条件下では、冷熱源と熱源の温度が既知であり、熱伝達条件も明確であるため、ヒートパイプ自体の動作温度範囲は一般的な熱伝達式で計算できます。 ここでの作動温度とは、一般に、作動中のヒートパイプ内の作動液体の蒸気温度を指します。 良好なヒートパイプが機能する場合、作動流体は気液二相状態でなければなりません。 選択された作動流体の融点は、ヒート パイプの作動温度よりも低くなければならないため、ヒート パイプは正常に作動します。 図 3-59 は、ヒート パイプの作動液として使用できる融点、沸点、および臨界点 (線分上の垂直の短い線) の温度範囲を示しています。 図から、これらの液体はいくつかの温度領域で重複していることがわかります。つまり、いくつかの温度領域でいくつかの作動液体を選択できます。 飽和圧力、価格、熱安定性、無毒性などを順番に検討し、比較して選択する必要があります。

4. 4つの一般的な毛細血管がありますヒートパイプ溝、金網、焼結粉末、金属、繊維などの構造。 ヒートパイプ容器の内壁には毛細管構造が張り巡らされており、毛細管現象によって液体がヒートパイプの一端から他端へ流れるようになっています。 それぞれの毛細血管構造には、長所と短所があります。 完全な毛細血管構造はありません。 各毛細血管構造には独自の限界があります。

ヒートパイプには可動部がなく、信頼性が高い。 ただし、ヒートパイプの設計と製造には注意が必要です。 気密性と清浄度という 2 つの製造要因がヒート パイプの信頼性を低下させます。 ヒート パイプに漏れがあると、最終的にはヒート パイプが故障します。 内部チャンバーが完全に洗浄されていないと、ヒートパイプが加熱されたときに残留物が非凝縮性ガスを生成し、パイプの性能を低下させます。