HeatPipe ידע בסיסי ונקודות עיצוב
צינורות חום משמשים לעתים קרובות בתכנון תרמי נוכחי, כולל המחשבים הניידים, המחשב האישי והטלפונים הניידים הנפוצים שלנו. יש לקחת בחשבון את הגורמים הבאים בתכנון של צינור חום:
1. עומס חום או חום שיועבר
2. טמפרטורת עבודה
3. חומר צינור
4. נוזל עבודה
5. מבנה נימי
6. אורך וקוטר של צינור חום
7. אורך המגע של אזור האידוי
8. אורך מגע של אזור הפיצוי
9. כיוון כוח הכבידה
10. השפעת כיפוף צינור חום ושטיחות
מהו מבנה נימי? איך זה משפיע על הביצועים של צינורות חום
ישנם ארבעה נימים נפוציםצינורות חוםמבנים, כולל חריצים, רשת תיל, אבקה סינטרה, מתכת וסיבים. המבנה הנימי מרופד על הדופן הפנימית של מיכל צינור החום ומאפשר לנוזל לזרום מקצה אחד של צינור החום לקצה השני באמצעות פעולה נימית. לכל מבנה נימי יש את היתרונות והחסרונות שלו. אין מבנה נימי מושלם. לכל מבנה נימי יש גבול משלו.
מבנה חריץ:גבול הנימים הוא הנמוך ביותר, אך ההשפעה היא הטובה ביותר כאשר המעבה ממוקם מעל המאייד
רשת תילמִבְנֶה:עם ליבת הכותנה האחידה ביותר, עקרון העבודה שלו הוא בכיוון הכבידה שבו המאייד ממוקם מעל המעבה.
אבקה מרוסנתמִבְנֶה:ההשפעה היא הטובה ביותר בכיוון הכבידה. מכיוון שליבת מתכת האבקה המחובעת מחוברת לדופן הצינור דרך מתכת, הולכת החום שלה מקיר הצינור לליבה או להיפך היא הטובה ביותר מבין ארבע הליבות הנפוצות.
מתכת אמבנה סיבים:מתאים לצינור חום כיפוף ברדיוס קטן.
כיצד משפיעים אורך וקוטר על הביצועים של צינור חום
הפרש לחץ הקיטור בין המעבה למאייד קובע את קצב התפשטות הקיטור בין המעבה למאייד. בנוסף, הקוטר והאורך של צינור החום ישפיעו על מהירות התפשטות הקיטור, ולכן יש לקחת בחשבון בתכנון צינור החום. שטח החתך הגדול יותר של צינור החום (כלומר הקוטר הגדול יותר של צינור החום) יאפשר העברת כמות גדולה יותר של אדים מהמאייד למעבה. שטח החתך של צינור החום הוא פונקציה ישירה של הגבול האקוסטי ומגבלת הסחף של צינור החום. עם זאת, טמפרטורת העבודה של צינור החום תשפיע גם על הגבול האקוסטי של צינור החום. על ידי השוואת העברת החום של צינורות חום בקטרים שונים. ניתן לראות שצינור החום מעביר יותר חום בטמפרטורת הפעלה גבוהה יותר.
הקצב שבו נוזל העבודה חוזר מהמעבה למאייד נשלט על ידי הגבול הנימי והוא פונקציה הדדית של אורך צינור החום. צינורות חום ארוכים יותר מעבירים פחות חום מצינורות חום קצרים יותר.
כיצד משפיע כיוון הכבידה על הביצועים של צינורות חום
המבנה עם גבול נימי גבוה יכול להתגבר על כוח הכבידה ולהעביר יותר נוזל עבודה מהמעבה למאייד. עם זאת, כפי שצוין קודם לכן, בולם החום הליבה של אבקת מתכת עם הגבול הנימים הגבוה ביותר פועל בצורה הטובה ביותר בתנאים בעזרת כוח הכבידה (המאייד נמצא מעל הקבל).
כיצד כיפוף צינור חום משפיע על הביצועים
אם רדיוס הכיפוף קטן מדי, שכבת אבקת המתכת או שכבת רשת התיל תיפגע. לכן, המרפק של צינור החום עשוי להפחית את החום שניתן להעביר. תוצאות הניסוי מראות שאם רדיוס הכיפוף שווה או גדול מ-3 פעמים, הכיפוף לא ישפיע על הביצועים.
כיצד עובי ההשטחה של צינור החום משפיע על הביצועים
אם צינור החום משוטח, מגבלת הקול ומגבלת הסחף יופחתו ביחס לעובי המשוטח. לכן, שיטוח יתר של צינור החום יפחית את החום שניתן להעביר ואף יחסום לחלוטין את מעבר הקיטור.תוצאות הניסוי מראות שהשטחה נכונה לא תשפיע על הביצועים, אך שיטוח יתר ישפיע על הביצועים. אם עובי תעלת הקיטור לאחר הרידוד גדול מ-2 מ"מ, הביצועים לא יופחתו בהשוואה לצינור העגול.
כיצד משפיעה טמפרטורת העבודה הממוצעת על הביצועים
טמפרטורת העבודה הממוצעת של צינור החום תשפיע על הביצועים. ככל שהטמפרטורה הממוצעת גבוהה יותר, כך הביצועים טובים יותר. זה נובע מהצמיגות הנמוכה יותר של נוזל העבודה בטמפרטורות גבוהות יותר, מה שמאפשר לזרום ליותר נוזל עבודה מהמאייד אל ליבת השמן דרך המעבה. בטמפרטורות גבוהות יותר, נוזל העבודה יכול גם להיות נדיף יותר למצב גזי.
האם צינור חום אמין
לצינור החום אין חלקים נעים ובעל אמינות גבוהה. עם זאת, יש להקפיד על תכנון וייצור של צינורות חום. שני גורמי ייצור יפחיתו את האמינות של צינור החום: אטימות וניקיון. כל נזילה בצינור החום תגרום בסופו של דבר לכשל בצינור החום. אם החדר הפנימי אינו מנוקה ביסודיות, כאשר צינור החום מחומם, השאריות יפיקו גז בלתי ניתן לעיבוי ויפחיתו את ביצועי הצינור.
