히트 파이프 설계의 주요 고려 사항

히트 파이프는 열전도 원리와 냉각 매체의 빠른 열 전달 특성을 최대한 활용하는 일종의 열 전달 요소입니다. 뜨거운 물체의 열은 히트 파이프를 통해 열원 외부로 빠르게 전달되며 열전도율은 알려진 금속을 훨씬 능가합니다.

히트 파이프는 일반적인 노트북 컴퓨터, 휴대폰 등을 포함하여 현재 방열 설계에 자주 사용됩니다. 히트 파이프 설계 시 다음 요소를 고려해야 합니다. 작동 온도; 파이프; 작동 유체; 모세관 구조; 히트 파이프의 길이와 직경; 증발 영역의 접촉 길이; 보정 영역의 접촉 길이; 방향; 히트파이프 굽힘 및 편평화 등의 영향

히트 파이프 설계 시 다음 요소를 고려해야 합니다.

1, 작동 유체의 선택

① 작동 유체는 히트 파이프의 작동 온도 영역에 적응하고 적절한 포화 증기압을 가져야 합니다.

② 작동유체는 외피 및 심지재료와 상용성이 있고 열안정성이 양호할 것

③ 작동유체는 종합적인 열물리적 특성이 양호할 것

2, 액체 흡입 코어의 구조

심지 선택은 복잡한 문제입니다. 최대 열전달률을 제공한다는 관점에서 볼 때 윅은 유효 모세관 반경 r이 매우 작아야 하며, 최대 모세관 압력을 제공하기 위해서는 투과도 K 값이 커야 리턴의 압력 손실을 줄일 수 있다. 방사형 열전도 저항을 줄이기 위해서는 열전도 저항이 작아야 합니다. 동일한 구조의 심지는 위의 요건을 모두 만족시키기 어려우므로 복합 심지 구조와 줄기 심지가 있으나 제조 난이도와 비용이 증가한다. 따라서 액체 흡입 코어를 선택할 때 열 전달 요구 사항을 충족하는 기준으로 가장 간단한 구조를 선택하는 데 주의를 기울여야 합니다. 지면에서 사용되는 히트파이프는 중력 환류를 최대한 이용하고 흡액 코어가 없는 써모싸이펀을 사용한다.

3, 작동 온도

지정된 설계 조건에서 냉원 및 열원의 온도를 알고 열 전달 조건도 명확하므로 일반적인 열 전달 공식으로 히트 파이프 자체의 작동 온도 범위를 계산할 수 있습니다. 여기서 작동 온도는 일반적으로 작동 중 히트 파이프에서 작동 액체의 증기 온도를 나타냅니다. 좋은 히트 파이프가 작동할 때 작동 유체는 증기 액체 2상 상태여야 합니다. 선정된 작동유체의 녹는점이 히트파이프의 작동온도보다 낮아야 히트파이프가 정상적으로 작동할 수 있습니다. 그림 3-59은 히트 파이프의 작동 액체로 사용할 수 있는 녹는점, 끓는점 및 임계점(선분의 세로 짧은 선)의 온도 범위를 나열합니다. 그림에서 볼 수 있듯이 이러한 액체는 일부 온도 영역에서 중첩됩니다. 즉, 일부 온도 영역에서 여러 작업 액체를 선택할 수 있습니다. 포화압력, 가격, 열안정성, 무독성 등의 요소를 차례로 고려하고 비교하여 선택해야 한다.

4. 네 가지 공통 모세관이 있습니다.히트 파이프홈, 와이어 메쉬, 소결 분말, 금속 및 섬유를 포함한 구조. 모세관 구조는 히트 파이프 컨테이너의 내벽에 라이닝되어 있으며 액체가 모세관 작용을 통해 히트 파이프의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 흐를 수 있도록 합니다. 각 모세관 구조에는 장점과 단점이 있습니다. 완벽한 모세관 구조는 없습니다. 각 모세관 구조에는 자체 한계가 있습니다.

히트파이프는 움직이는 부품이 없어 신뢰성이 높습니다. 그러나 히트 파이프의 설계 및 제조에는 주의를 기울여야 합니다. 히트 파이프의 신뢰성을 떨어뜨리는 두 가지 제조 요소는 조임과 청결입니다. 히트 파이프에 누출이 있으면 결국 히트 파이프가 고장납니다. 내부 챔버를 철저히 청소하지 않으면 히트 파이프가 가열될 때 잔류물이 불응축 가스를 생성하여 파이프의 성능을 저하시킵니다.