Isı borusu , ısı iletimi prensibinden ve soğutma ortamının hızlı ısı transfer özelliklerinden tam olarak yararlanan bir tür ısı transfer elemanıdır. termal iletkenlik.
1963 yılında, ısı borusu teknolojisi Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan George Grover tarafından icat edildi.
Isı borusu, ısı iletimi prensibinden ve soğutma ortamının hızlı ısı transfer özelliklerinden tam olarak yararlanan bir tür ısı transfer elemanıdır. termal iletkenlik.
Isı borusu teknolojisi daha önce havacılık, uzay, askeri ve diğer endüstrilerde kullanılmıştı. Radyatör üretim endüstrisine girdiğinden beri insanlar geleneksel radyatörlerin tasarım anlayışını değiştirdiler ve daha iyi ısı dağılımı elde etmek için yalnızca yüksek hacimli fanlara dayanan geleneksel ısı dağıtma modundan kurtuldular.
Bunun yerine, düşük hızlı, düşük hava hacimli fan ve ısı borusu teknolojisine sahip yeni bir soğutma modunu benimser.
Isı borusu teknolojisi, bilgisayarların sessiz çağına bir fırsat getirdi ve diğer elektronik alanlarda da yaygın olarak kullanıldı.
Isı boruları nasıl çalışır?
Isı borusunun çalışma prensibi şudur: Ne zaman bir sıcaklık farkı olsa, yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa ısı transferi olgusu kaçınılmaz olarak ortaya çıkar. Isı borusu buharlaşmalı soğutmayı kullanır, böylece ısı borusunun iki ucu arasındaki sıcaklık farkı çok büyüktür, böylece ısı hızlı bir şekilde iletilir. Harici ısı kaynağının ısısı, buharlaştırma bölümünün tüp duvarının ve çalışma ortamıyla dolu sıvı emici çekirdeğin ısı iletimi yoluyla sıvı çalışma ortamının sıcaklığını arttırır; sıvının sıcaklığı yükselir ve sıvı yüzeyi doymuş buhar basıncına ulaşıncaya kadar buharlaşır. buhara geçmenin yolu. Buhar, küçük bir basınç farkı altında diğer uca akar, ısı açığa çıkarır ve tekrar sıvı halinde yoğunlaşır ve sıvı, kılcal kuvvetle gözenekli malzeme boyunca buharlaşma bölümüne geri akar. Bu döngü hızlıdır ve ısı sürekli olarak uzaklaştırılabilir.
Isı borusu teknik özellikleri
·Yüksek hızlı ısı iletim etkisi. Hafif ve basit yapı
·Eşit sıcaklık dağılımı, düzgün sıcaklık veya izotermal etki için kullanılabilir.·Büyük ısı transfer kapasitesi. Uzun ısı transfer mesafesi.
·Hiçbir aktif bileşen yoktur ve gücü kendisi tüketmez.
·Isı transferinin yönünde herhangi bir kısıtlama yoktur, buharlaşma ucu ve yoğuşma ucu birbiriyle değiştirilebilir. ·Isı transferinin yönünü değiştirmek için işlenmesi kolaydır.
Dayanıklı, uzun ömürlü, güvenilir, saklaması ve saklaması kolaydır. Isı borusu teknolojisi neden bu kadar yüksek performansa sahip? Bu soruna termodinamik açıdan bakmamız gerekiyor.
Nesnelerin ısı emilimi ve ısı salımı görecelidir ve sıcaklık farkı olduğunda, yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa ısı transferi olgusu kaçınılmaz olarak ortaya çıkar.
Isı transferinin üç yolu vardır: radyasyon, konveksiyon ve iletim; bunların arasında ısı iletimi en hızlı olanıdır.
Isı borusu, ısı borusunun iki ucu arasındaki sıcaklık farkını çok büyük hale getirmek için buharlaşmalı soğutmayı kullanır, böylece ısı hızlı bir şekilde iletilebilir.
Tipik bir ısı borusu, bir tüp kabuğu, bir fitil ve bir uç kapağından oluşur.
Üretim yöntemi, tüpün içini 1,3×(10-1~10-4)Pa negatif basınca pompalamak ve ardından kılcal borunun hareket etmesini sağlayacak şekilde uygun miktarda çalışma sıvısıyla doldurmaktır. Sıvı emme çekirdeğinin tüpün iç duvarına yakın gözenekli malzemesi sıvıyla doldurulur ve daha sonra kapatılır.
Negatif basınç altında sıvının kaynama noktası düşer ve buharlaşması kolaydır. Tüp duvarında kılcal gözenekli malzemelerden oluşan sıvı emici bir fitil bulunur.
Isı borusu malzemesi ve ortak çalışma sıvısı
Isı borusunun bir ucu buharlaşma ucu, diğer ucu ise yoğunlaşma ucudur.
Isı borusunun bir bölümü ısıtıldığında kılcal borudaki sıvı hızla buharlaşır ve buhar küçük bir basınç farkı altında diğer uca akar, ısı açığa çıkarır ve tekrar sıvıya yoğunlaşır.
Sıvı, kılcal kuvvetle gözenekli malzeme boyunca buharlaşma bölümüne geri akar ve döngü sonsuzdur. Isı, ısı borusunun bir ucundan diğer ucuna aktarılır. Bu döngü hızlı bir şekilde gerçekleştirilir ve ısı sürekli olarak iletilebilir.
Isı Borularında Altı İlişkili Isı Transferi Süreci
1. Isı, ısı borusunun duvarı ve çalışma sıvısıyla dolu fitil aracılığıyla ısı kaynağından (sıvı-buhar) arayüzüne aktarılır;
2. Sıvı, buharlaştırma bölümündeki (sıvı-buhar) arayüzünde buharlaşır ve 3. Buhar odasındaki buhar, buharlaştırma bölümünden yoğuşma bölümüne akar;
4. Buhar, yoğunlaşma bölümündeki buhar-sıvı arayüzünde yoğunlaşır;
5. Isı, (buhar-sıvı) arayüzünden fitil, sıvı ve tüp duvarı aracılığıyla soğuk kaynağa aktarılır;
6. Fitilde yoğunlaşan çalışma sıvısı, kılcal etki nedeniyle buharlaştırma bölümüne geri gönderilir.
Isı borusunun iç yapısı
Isı borusunun iç duvarındaki gözenekli katmanın birçok biçimi vardır; en yaygın olanları şunlardır: metal tozu sinterleme, oluk, metal ağ vb.
1.Sıcak cüruf yapısı
Kelimenin tam anlamıyla, bu ısı borusunun iç yapısı kömürleşmiş briketlere veya sıcak cüruflara benzer.
Görünüşte pürüzlü iç duvarda her türden küçük delikler vardır, bunlar insan vücudundaki kılcal damarlar gibidir, ısı borusundaki sıvı bu küçük deliklere doğru hareket ederek güçlü bir sifon kuvveti oluşturur.
Aslında böyle bir ısı borusunun yapım süreci nispeten karmaşıktır. Bakır tozu belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Tamamen erimeden önce, bakır tozu parçacıklarının alın kenarı önce eriyecek ve çevredeki bakır tozuna yapışacak, böylece şu anda gördüğünüz şekli oluşturacaktır. içi boş yapıya.
Resimden çok yumuşak olduğunu düşünebilirsiniz ancak aslında bu sıcak cüruf ne yumuşak ne de gevşektir, aksine çok güçlüdür.
Bakır tozu ile yüksek sıcaklıkta ısıtılan bir madde olduğundan soğuduktan sonra metalin orijinal sert dokusunu geri kazandırır.
Ayrıca üretim açısından bakıldığında, bu işlem ve yapıya sahip ısı borusunun üretim maliyeti nispeten yüksektir.
2. Oluk yapısı
Bu ısı borusunun iç yapısı paralel hendekler gibi tasarlanmıştır.
Aynı zamanda kılcal damarlar gibi davranır ve geri dönen sıvı bu oluklar aracılığıyla ısı borusuna hızla iletilir.
Bununla birlikte, yuvanın hassasiyeti ve inceliğine, işlem düzeyine ve oluğun yönüne vb. bağlı olarak, ısı borusunun ısı dağıtımı üzerinde büyük bir etkisi olacaktır.
Üretim maliyeti açısından bakıldığında, bu ısı borusunun imalatı nispeten basit, üretimi daha kolay ve üretimi nispeten ucuzdur.
Ancak ısı borusu oluğunun işleme teknolojisi daha zorludur. Genel olarak konuşursak, sıvı dönüş yönünü takip etmek en iyi tasarımdır, dolayısıyla teorik olarak konuşursak, ısı dağıtım verimliliği önceki kadar yüksek değildir.
3. Çoklu metal ağlar
Her geçen gün daha yaygın olarak kullanılan ısı borulu radyatörler bu çoklu metal örgü tasarımını kullanıyor. Resimden ısı borusunun içindeki topaklaşan maddenin kırık bir hasır şapkaya benzediğini rahatlıkla görebilirsiniz.
- Genellikle bu ısı borusunun içi bakır tellerden yapılmış metal bir kumaştır. Küçük bakır teller arasında çok sayıda boşluk vardır ancak kumaşın yapısı, kumaşın yerinden çıkmasına ve ısı borusunu tıkamasına izin vermeyecektir.
Maliyet açısından bakıldığında, bu ısı borusunun iç yapısı nispeten basittir ve üretimi de daha kolaydır.
Bu çok metalli örgü kumaşları doldurmak için yalnızca tek bir sıradan bakır boruya ihtiyaç vardır. Teorik olarak ısı dağıtma etkisi önceki ikisi kadar iyi değildir.
