Ống dẫn nhiệt ống dẫn nhiệt là một loại bộ phận truyền nhiệt, tận dụng tối đa nguyên lý dẫn nhiệt và đặc tính truyền nhiệt nhanh của môi trường làm mát. dẫn nhiệt.
Năm 1963, công nghệ ống dẫn nhiệt được phát minh bởi George Grover của Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos.
Ống dẫn nhiệt là một loại bộ phận truyền nhiệt, tận dụng tối đa nguyên lý dẫn nhiệt và đặc tính truyền nhiệt nhanh của môi trường làm mát. dẫn nhiệt.
Công nghệ ống dẫn nhiệt trước đây đã được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, quân sự và các ngành công nghiệp khác. Kể từ khi nó được đưa vào ngành sản xuất bộ tản nhiệt, người ta đã thay đổi tư duy thiết kế bộ tản nhiệt truyền thống và loại bỏ chế độ tản nhiệt truyền thống chỉ dựa vào quạt công suất lớn để có khả năng tản nhiệt tốt hơn.
Thay vào đó, nó sử dụng chế độ làm mát mới với quạt tốc độ thấp, lượng không khí thấp và công nghệ ống dẫn nhiệt.
Công nghệ ống dẫn nhiệt đã mang đến cơ hội cho kỷ nguyên yên tĩnh của máy tính và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử khác.
Ống dẫn nhiệt hoạt động như thế nào?
Nguyên lý làm việc của ống dẫn nhiệt là: mỗi khi có sự chênh lệch nhiệt độ thì hiện tượng truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao xuống nơi có nhiệt độ thấp chắc chắn sẽ xảy ra. Ống dẫn nhiệt sử dụng làm mát bằng bay hơi nên chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu ống dẫn nhiệt rất lớn nên nhiệt được dẫn truyền nhanh chóng. Nhiệt của nguồn nhiệt bên ngoài làm tăng nhiệt độ của môi trường làm việc dạng lỏng thông qua sự dẫn nhiệt của thành ống của phần bay hơi và lõi hấp thụ chất lỏng chứa đầy môi trường làm việc; nhiệt độ của chất lỏng tăng lên và bề mặt chất lỏng bay hơi cho đến khi đạt áp suất hơi bão hòa. cách để truyền vào hơi nước. Hơi chảy sang đầu kia dưới sự chênh lệch áp suất nhỏ, giải phóng nhiệt và ngưng tụ lại thành chất lỏng, và chất lỏng chảy trở lại phần bay hơi dọc theo vật liệu xốp bằng lực mao dẫn. Chu kỳ này diễn ra nhanh chóng và nhiệt có thể được dẫn đi liên tục.
Đặc tính kỹ thuật ống dẫn nhiệt
·Hiệu ứng dẫn nhiệt tốc độ cao. Trọng lượng nhẹ và cấu trúc đơn giản
·Phân bố nhiệt độ đồng đều, có thể được sử dụng cho nhiệt độ đồng đều hoặc tác dụng đẳng nhiệt.·Khả năng truyền nhiệt lớn. Khoảng cách truyền nhiệt dài.
·Không có thành phần hoạt động nào và bản thân nó không tiêu thụ điện năng.
·Không hạn chế hướng truyền nhiệt, đầu bay hơi và đầu ngưng tụ có thể hoán đổi cho nhau. ·Dễ dàng xử lý để thay đổi hướng truyền nhiệt.
Bền bỉ, tuổi thọ cao, đáng tin cậy, dễ bảo quản. Tại sao công nghệ ống dẫn nhiệt lại có hiệu suất cao như vậy? Chúng ta phải xem xét vấn đề này từ quan điểm nhiệt động lực học.
Sự hấp thụ nhiệt và tỏa nhiệt của các vật là tương đối, mỗi khi có sự chênh lệch nhiệt độ thì hiện tượng truyền nhiệt từ nhiệt độ cao sang nhiệt độ thấp chắc chắn sẽ xảy ra.
Có ba cách truyền nhiệt: bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt, trong đó dẫn nhiệt là nhanh nhất.
Ống dẫn nhiệt sử dụng phương pháp làm mát bay hơi khiến chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu ống dẫn nhiệt rất lớn, nhờ đó nhiệt có thể được dẫn nhanh chóng.
Ống dẫn nhiệt thông thường bao gồm vỏ ống, bấc và nắp cuối.
Phương pháp sản xuất là bơm bên trong ống đến áp suất âm 1,3×(10-1~10-4)Pa rồi đổ đầy một lượng chất lỏng làm việc thích hợp vào ống để mao quản Vật liệu xốp của lõi hấp thụ chất lỏng nằm sát thành trong của ống được đổ đầy chất lỏng rồi bịt kín.
Nhiệt độ sôi của chất lỏng giảm dưới áp suất âm và dễ bay hơi. Thành ống có bấc hút chất lỏng được cấu tạo từ các vật liệu xốp mao dẫn.
Vật liệu ống dẫn nhiệt và chất lỏng làm việc thông thường
Một đầu của ống dẫn nhiệt là đầu bay hơi và đầu còn lại là đầu ngưng tụ.
Khi một phần của ống dẫn nhiệt được làm nóng, chất lỏng trong mao quản bay hơi nhanh chóng và hơi sẽ chảy sang đầu kia dưới sự chênh lệch áp suất nhỏ, giải phóng nhiệt và ngưng tụ lại thành chất lỏng.
Chất lỏng chảy ngược trở lại phần bay hơi dọc theo vật liệu xốp bằng lực mao dẫn và chu trình này là vô tận. Nhiệt được truyền từ đầu này sang đầu kia của ống dẫn nhiệt. Chu trình này được thực hiện nhanh chóng và nhiệt có thể được tiến hành liên tục.
Sáu quá trình truyền nhiệt liên quan trong ống dẫn nhiệt
1. Nhiệt được truyền từ nguồn nhiệt đến bề mặt (lỏng-hơi) qua thành ống dẫn nhiệt và bấc chứa đầy chất lỏng làm việc;
2. Chất lỏng bay hơi trên bề mặt phân cách (lỏng-hơi) ở phần bay hơi và 3. Hơi nước trong buồng hơi chảy từ phần bay hơi đến phần ngưng tụ;
4. Hơi nước ngưng tụ trên bề mặt hơi-lỏng trong phần ngưng tụ;
5. Nhiệt được truyền từ mặt phân cách (hơi-lỏng) sang nguồn lạnh thông qua bấc, chất lỏng và thành ống;
6. Trong bấc, chất lỏng làm việc ngưng tụ được đưa trở lại phần bay hơi do hoạt động mao dẫn.
Cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt
Lớp xốp trên thành trong của ống dẫn nhiệt có nhiều dạng, phổ biến hơn là: thiêu kết bột kim loại, rãnh, lưới kim loại, v.v.
1. Cấu trúc xỉ nóng
Theo nghĩa đen, cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt này giống như than bánh cháy hoặc xỉ nóng.
Trong bức tường bên trong tưởng chừng như thô ráp lại có đủ loại lỗ li ti, chúng giống như những mao mạch trên cơ thể con người, chất lỏng trong ống dẫn nhiệt sẽ chuyển động trong những lỗ nhỏ này, tạo thành một lực hút mạnh.
Trên thực tế, quá trình chế tạo ống dẫn nhiệt như vậy tương đối phức tạp. Bột đồng được nung nóng đến nhiệt độ nhất định. Trước khi tan chảy hoàn toàn, các hạt bột đồng ở mép trán trước tiên sẽ tan chảy và bám vào bột đồng xung quanh, từ đó hình thành nên những gì bạn thấy bây giờ. đến kết cấu rỗng.
Nhìn từ hình ảnh, bạn có thể nghĩ rằng nó rất mềm, nhưng thực tế, xỉ nóng này không mềm cũng không lỏng mà rất chắc chắn.
Vì là chất được nung nóng bằng bột đồng ở nhiệt độ cao nên sau khi nguội sẽ khôi phục lại kết cấu cứng ban đầu của kim loại.
Ngoài ra, từ quan điểm sản xuất, chi phí sản xuất ống dẫn nhiệt với quy trình và cấu trúc này tương đối cao.
2. Cấu trúc rãnh
Cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt này được thiết kế giống như các rãnh song song.
Nó cũng hoạt động giống như mao mạch và chất lỏng quay trở lại nhanh chóng được dẫn vào ống dẫn nhiệt thông qua các rãnh này.
Tuy nhiên, tùy theo độ chính xác và độ mịn của khe, tùy theo mức độ xử lý và hướng của rãnh, v.v., nó sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng tản nhiệt của ống dẫn nhiệt.
Từ góc độ chi phí sản xuất, việc sản xuất ống dẫn nhiệt này tương đối đơn giản, dễ sản xuất hơn và sản xuất tương đối rẻ tiền.
Tuy nhiên, công nghệ xử lý rãnh ống dẫn nhiệt đòi hỏi khắt khe hơn. Nói chung, thiết kế tốt nhất là đi theo hướng chất lỏng quay trở lại, vì vậy về mặt lý thuyết, hiệu suất tản nhiệt không cao bằng trước đây.
3. Nhiều mắt lưới kim loại
Ngày càng có nhiều bộ tản nhiệt ống dẫn nhiệt phổ biến sử dụng thiết kế lưới đa kim loại này. Qua hình ảnh các bạn có thể dễ dàng nhận thấy chất keo tụ bên trong ống dẫn nhiệt giống như chiếc mũ rơm bị hỏng.
- Nói chung, bên trong ống dẫn nhiệt này là lớp vải kim loại được làm bằng dây đồng. Giữa các sợi dây đồng nhỏ có nhiều khe hở nhưng cấu trúc của vải sẽ không cho phép vải bị xê dịch và làm tắc nghẽn ống dẫn nhiệt.
Từ góc độ chi phí, cấu trúc bên trong của ống dẫn nhiệt này tương đối đơn giản và việc sản xuất cũng đơn giản hơn.
Chỉ cần một ống đồng thông thường để lấp đầy các loại vải lưới đa kim loại này. Về lý thuyết, hiệu quả tản nhiệt không tốt bằng hai phần trước.
