ヒートパイプとは何ですか？

ヒートパイプの起源と発展

ヒートパイプ技術1942年の早い時期に現れ、サーモサイフォン（単純な重力ヒートパイプ）を発明し、改善しました。 1942年以降、Gauglerは現代のヒートパイプの原理を提案しましたが、実際には適用しませんでした。 1963年までそのgm。 Groverはまた、米国のLos Alamos National Laboratoryでこの原則を提案しました。そして、「ヒートパイプ」という名前の熱伝達要素を発明した。

theヒートパイプヒートシンク熱伝導の原理と冷媒の高速伝熱特性を最大限に活用する一種の熱伝達要素です。加熱物体の熱は、ヒートパイプを通って熱源に急速に伝達され、その熱伝導率は既知の金属をはるかに超える。熱伝導率過去には、ヒートパイプ技術は航空宇宙、軍事産業、その他の産業において広く使用されており、近年のラジエーター製造業界に導入されてきました。

人々が伝統的なラジエーターを考えるデザインを変えて、より良い放熱のために単に大きな空気量のファンに頼っている伝統的な冷却モードを取り除くヒートパイプ技術の存在のためです。代わりに、低速、低容量のファン、ヒートパイプ技術を使用する新しい冷却モードを採用しています。 theヒートパイプCPUクーラーPCの静かな時代に機会をもたらします。

ヒートパイプの作業原理

物体の吸熱および放熱は相対的である。温度差があるときはいつでも、高温から低温への熱伝達の現象が必然的に発生します。熱伝達の3つの方法があります：放射線、対流、伝導があり、その熱伝導は最速です。 theヒートパイプヒートシンクヒートパイプの両端の温度差を大きくする蒸発冷却の使用は、熱が急速に転写されるようにする。

ヒートパイプの一端が加熱されると、キャピラリーウィック内の液体は蒸発し、気化する。蒸気は、わずかな圧力差の下で他端に流れ、熱を放出し、液体への凝縮を流す。その後、液体は、毛細管力（または重力）の作用下で蒸発させるために多孔質材料に沿って流れる。セグメント。このようにして、熱は一方の端から他方の端部に伝達される。

ヒートパイプの基本特性

ヒートパイプは、熱伝達を実現するためにその内部作動液の相変化に依存する伝熱成分である。次の基本的な特徴があります。

1）非常に高い熱伝導率ヒートパイプの内側は主に作動流体の蒸気および液相に依存し、熱抵抗は非常に小さいので、熱伝導率が高い。

2）優れた等温特性ヒートパイプの内側キャビティ内の蒸気は飽和状態にある。飽和蒸気の圧力は飽和温度によって決定される。蒸発部から凝縮部に流れる飽和蒸気の圧力降下は非常に小さい。熱力学におけるClausuis - Clapeyron方程式によると、温度降下も非常に小さい。したがって、ヒートパイプは優れた等温特性を有する。

3）熱流束の変動性ヒートパイプは、蒸発部または凝縮部の加熱面積、すなわち凝縮部の加熱面積を独立して変化させることができ、より小さな加熱面積で加熱され、より大きな冷却領域で熱を出力する。これは熱流束密度を変えることができ、他の方法で解決が困難ないくつかの熱伝達の問題を解決することができる。

4）熱流の方向の可逆性。水平に配置されたコアヒートパイプの場合、その内部循環電力は毛細管力であるため、ヒートパイプの両端を蒸発部として使用することができ、他端を外部に消散したときに凝縮部として使用することができる。この特徴は、空間内の宇宙船および人工衛星の温度を平らにするために使用することができ、そしてまた最初に熱を放出し、次いで熱を吸収する化学反応器および他の装置にも使用することができる。

5）熱ダイオードとサーマルスイッチの性能ヒートパイプは、サーマルダイオードまたはサーマルスイッチとすることができる。いわゆるサーマルダイオードは、反対方向ではなく、一方向に熱を流すだけである。サーマルスイッチは、熱源の温度がある温度より高い場合、ヒートパイプが作動し始め、熱源の温度がこの温度より低いと、ヒートパイプが熱わない。

6）一定温度特性（制御可能ヒートパイプ）。通常のヒートパイプの各部の熱抵抗は、基本的に加熱量の変化に変化しないが、可変ヒートパイプは凝縮部の熱抵抗を加熱量の増加とともに減少させ、減少させることで増加する。加熱能力の大きな変化の場合、暖房管を均一にすることができるので、蒸気の温度はほとんど変化し、温度が制御される。これはヒートパイプの一定の温度特性です。

7）環境適応性ヒートパイプの形状は、熱源と冷源の条件によって異なります。

ヒートパイプを設計する際に考慮される要因

ヒートパイプは、一般的なノートブックコンピュータ、携帯電話などを含む現在の放熱設計でよく使用されます。すべてヒートパイプがあります。ヒートパイプを設計するときは、次の要因が考慮する必要があります。熱負荷または伝達される熱。作業温度;パイプ材作動流体。毛細管構造ヒートパイプの長さと直径。蒸発帯の接触長。補償ゾーンの接点長。方向;ヒートパイプは平和の影響を強く曲げます。

ヒートパイプの応用

ヒートパイプ技術を最初に宇宙車に適用した。宇宙船の部分が大きな温度差で太陽に面して損傷を受けやすいので、熱平衡を達成し、問題を解決するためにヒートパイプを使用することができます。現在、衛星、宇宙車、スペーススーツ、および高熱伝達と温度差熱伝達の他の側面で使用されています。

科学技術のレベルの継続的な改善で、ヒートパイプの研究とアプリケーションの分野も拡大、特にマイクロヒートパイプ技術の出現、医療運用、電子機器チップ、ノートブックCPU冷却、回路制御基板の冷却、太陽熱温水器、太陽光発電所、原子力プロジェクトの適用が大幅に発展しています。さらに、ヒートパイプも永久凍土を安定させるために使用されます。凍結土壌への損傷を防ぐために、プラトー地域の石油パイプラインや鉄道を使用できます。