Šilumos vamzdis yra pasyvus, dviejų fazių šilumos perdavimo įtaisas, kuris perkelia šiluminę energiją per pernelyg išgaravus ir kondensuojant. Pagalvokite apie tai kaip automobilio radiatorių.
Šilumos vamzdyje yra tuščiaviduris korpusas / vokas (pvz., Vamzdis), pagamintas iš termoizoliacinės medžiagos (pvz., Vario, aliuminio), darbinis skystis (ty skystis, galintis veiksmingai absorbuoti ir perduoti energiją) ir vielos struktūra / pamušalas kartu visiškai uždarytoje / uždaroje sistemoje.
Šilumos vamzdžiai naudojami šildymo ir vėdinimo sistemoms, kosminėms erdvėlaivėms (pvz., Šiluminei erdvėlaivių kontrolei) ir dažniausiai - aušinančioms elektroninėms karštoms dėmėms. Šilumos tiekimo vamzdžiai gali būti maži atskiriems komponentams (pvz., Centriniam procesoriui, GPU ) ir (arba) asmeniniams įrenginiams (pvz., Išmaniesiems telefonams / planšetiniams kompiuteriams, nešiojamiesiems kompiuteriams, kompiuteriams) arba pakankamai dideliems, kad tilptų viso dydžio gaubtus (pvz., Duomenų, tinklo ar serverių lentynos / gaubtai ).
Kaip veikia šilumos vamzdis?
Šilumos vamzdžio koncepcija yra panaši į automobilio radiatoriaus arba kompiuterio skysčių aušinimo sistemą, tačiau turi daugiau privalumų. Šilumos vamzdynų technologija naudojama taikant mechaniką (ty fiziką):
- Šilumos laidumas
- Fazinis perėjimas
- Konvekcija
- Kapiliarinis Veiksmas
Šilumos vamzdžio vienas galas, palaikantis sąlytį su aukštos temperatūros šaltiniu (pvz., CPU ), yra vadinamas garintuvo sekcija . Kadangi garintuvo sekcija pradeda gauti pakankamai šilumos (šiluminio laidumo), vietinis darbo skystis, esantis danties struktūroje, įlenkantis gaubtą, išgarinamas iš skysčio į dujinę būseną (fazinis perėjimas). Karštos dujos užpildo tuščiavidurę ertmę šilumos vamzdžio viduje.
Kadangi garų sluoksnio ertmėje viduje susidaro oro slėgis, jis pradeda varyti garuojančią latentinę šilumą - link šilumos vamzdžio šaltojo galo (konvekcija). Šis šaltasis galas vadinamas kondensatoriaus sekcija . Garai kondensatoriaus skyriuje aušinami iki taško, kuriame jis kondensuojasi atgal į skystą būseną (fazinis perėjimas), atpalaiduojant latentinę šilumą, kuri buvo absorbuojama išgaruojant. Lydusis šilumos perdavimas į korpusą (šilumos laidumas), kai jį galima lengvai pašalinti iš sistemos (pvz., Su ventiliatoriumi ir / arba šilumos šalintuvu).
Aušinamas darbinis skystis yra užmirštas ant vielos struktūros ir paskirstomas atgal prie garintuvo sekcijos (kapiliarinis poveikis). Kai skystis pasiekia garintuvo sekciją, jis tampa veikiamas šilumos įvedimo, kuris vėl tęsiasi ciklas.
Norėdami vizualizuoti šilumos vamzdžio veikimo viduje, įsivaizduokite, kad šie procesai sklandžiai veikia cikle:
- Dujos, tekančios per tuščiavidurę ertmę nuo karšto iki šalto sekcijų
- Skystis per danties struktūrą perkelia nuo šalto iki karšto profilio
Šilumos vamzdžiai sugeba perkelti šilumą tik tada, kai temperatūros gradientas patenka į sistemos veikimo sritį - kai temperatūra neviršija elemento kondensacijos taško, dujos nebus kondensuojamos, skysčiai nebus išgaruoti, kai temperatūra nukris mažiau nei elemento garavimo taškas. Tačiau atsižvelgiant į turimų veiksmingų medžiagų ir darbinių skysčių įvairovę, gamintojai gali tinkamai sureguliuoti šilumos vamzdžių konstrukciją ir užtikrinti jų veikimą.
Šilumos šaltinių privalumai ir privalumai
Skirtingai nuo įprastų elektroninio aušinimo būdų, šilumos tiekimo vamzdžiai yra labai naudingi (su nedideliais apribojimais):
- Pasyvus aušinimas: šilumos vamzdžiams nereikia rankinio jungiklio ar elektros, kad veiktų. Viskas, ko reikia, yra temperatūros skirtumas tarp garintuvo ir kondensatoriaus sekcijų.
- Nr priežiūros: šilumos vamzdžiai yra visiškai uždaromos / uždaromos sistemos su nulinėmis mechaninėmis / judančiomis dalimis.
- Lankstus dizainas: šilumos vamzdžiai gali būti pagaminti storio / skersmens, plonas kaip 3 mm, turi būti suformuoti į u formos pakankamai stora, kad sukurtumėte aplink cento kraštą ir dirbtumėte bet kuria kryptimi / orientacija (ty nepriklausoma nuo gravitacijos) . Šie lanksti konstrukciniai aspektai leidžia šilumos vamzdžiams atitikti specifines formas ir / ar reikalavimus.
- Didelė laidumas: šilumos vamzdžiai gaminami su medžiagomis, galinčiomis dirbti su temperatūromis iki ir daugiau kaip 1000 laipsnių C. Medžiagų apvalkalo, darbo skysčių ir vielinių konstrukcijų pasirinkimas leidžia dizaineriams tiksliai nustatyti darbo temperatūros intervalus.
- Vertė: šilumos vamzdžiai paprastai yra mažesni, lengvesni, efektyvesni ir pigesni nei palyginamos aušinimo sistemos.