Тепловая трубка
Теплова́я тру́бка, теплова́я тру́ба, теплотру́бка (англ. heat pipe) — элемент системы теплообмена, принцип работы которого основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (например, меди) и других материалов находится легкокипящая жидкость. Перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения, и конденсируется на холодном, откуда перемещается обратно на горячий конец.
Тепловые трубки бывают двух видов: гладкостенные и с пористым покрытием изнутри. В гладкостенных трубках сконденсировавшаяся жидкость возвращается в зону испарения под действием исключительно силы тяжести — иными словами, такая трубка будет работать только в положении, когда зона конденсации находится выше зоны испарения, а жидкость имеет возможность стекать в зону испарения. Тепловые трубки с наполнителем (фитилями, керамикой и т. п.) могут работать практически в любом положении, поскольку жидкость возвращается в зону испарения по его порам под действием капиллярных сил, а сила тяжести в этом процессе играет незначительную роль.
Материалы и хладагенты для тепловых трубок выбираются в зависимости от условий применения: от жидкого гелия для сверхнизких температур до ртути и даже индия для высокотемпературных применений. Однако большинство современных трубок в качестве рабочей жидкости используют аммиак, воду, метанол и этанол.
История
Основной принцип работы тепловых трубок с использованием гравитации (т. н. двухфазные термосифоны) датируется веком пара. Современные концепции с использованием капиллярного эффекта в тепловых трубках предложены R.S. Gaugler из General Motors в 1942 г. (патент US2448261A). Преимущества капиллярных систем были также независимо проработаны и продемонстрированы Джорджом Грувером (George Grover) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в 1963 году и впоследствии опубликованы в Journal of Applied Physics.
Рабочие тела
| Вещество | от, К | до, К |
|---|---|---|
| Гелий, жидкий | 2 | 4 |
| Вода | 298 | 573 |
| Этанол | 273 | 403 |
| Метанол | 283 | 403 |
| Аммиак | 213 | 373 |
| Ртуть | 523 | 923 |
| Натрий | 873 | 1473 |
| Индий | 2000 | 3000 |
Ограничения
Имеют ограниченный эффективный диапазон использования. При превышении расчетной температуры вся охлаждающая жидкость может перейти в пар, что приведет к катастрофическому снижению теплопроводности трубки (до 1/80). И наоборот, при недостаточной температуре жидкость плохо испаряется.
Применение
Такой же принцип используется в походных печах.
Микроклимат в помещении
Трубки с успехом используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC), в частности в системах рекуперации воздуха, когда удаляемый из помещения воздух обменивается теплом со свежим, поступающим с улицы. Производители таких систем заявляют об их эффективности на уровне 75%.
Космос
Компактность и эффективность термотрубок — причина широкого применения в космической технике. При этом приходится учитывать такие особенности работы в космосе, как: микрогравитация, рассеивание энергии только за счёт излучения, ограниченность электрической мощности, в связи с чем предпочтение отдаётся пассивным системам, большой срок службы, в связи с невозможностью (или крайней ограниченностью) технического обслуживания.
Компьютерная техника
Тепловые трубки широко применяются в компьютерных системах охлаждения, особенно, в составе ноутбуков, моноблоков и неттопов. Всегда применяются для охлаждения мощных процессоров и видеокарт в игровых компьютерах и в серверах, присутствуют в том числе и в игровых консолях. Для создания систем пассивного (безвентиляторного) охлаждения процессоров и видеочипов тепловые трубки незаменимы - для отведения тепла очень большому радиатору, или на корпус компьютера с развитым оребрением.
Примечания
- US2448261A - Capillary heat transfer device for refrigerating apparatus - Google Patents
- Heat Pipes: Theory, Design and Applications - David Reay, Ryan McGlen, Peter Kew - Google Книги. Дата обращения: 30 сентября 2018. Архивировано 1 октября 2018 года.
См. также
- Эффект Пельтье
Ссылки
- Устройство тепловых трубок — CaseMods — сайт про моддинг ПК
- Тепловая трубка своими руками — 2 — overclockers.ru, 12.04.2004
- Устройство тепловых трубок, используемых в компьютерных кулерах — ModLabs.net, 09/11/2009
- Тепловые трубки и применение технологий на их основе для охлаждения узлов ПК — Сорокин А.Д, апрель 2008
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Тепловая трубка, Что такое Тепловая трубка? Что означает Тепловая трубка?
Teplova ya tru bka teplova ya tru ba teplotru bka angl heat pipe element sistemy teploobmena princip raboty kotorogo osnovan na tom chto v zakrytyh trubkah iz teploprovodyashego metalla naprimer medi i drugih materialov nahoditsya legkokipyashaya zhidkost Perenos tepla proishodit za schyot togo chto zhidkost isparyaetsya na goryachem konce trubki pogloshaya teplotu ispareniya i kondensiruetsya na holodnom otkuda peremeshaetsya obratno na goryachij konec Alyuminievyj radiator processornogo kulera s teplovymi trubkami Teplovye trubki byvayut dvuh vidov gladkostennye i s poristym pokrytiem iznutri V gladkostennyh trubkah skondensirovavshayasya zhidkost vozvrashaetsya v zonu ispareniya pod dejstviem isklyuchitelno sily tyazhesti inymi slovami takaya trubka budet rabotat tolko v polozhenii kogda zona kondensacii nahoditsya vyshe zony ispareniya a zhidkost imeet vozmozhnost stekat v zonu ispareniya Teplovye trubki s napolnitelem fitilyami keramikoj i t p mogut rabotat prakticheski v lyubom polozhenii poskolku zhidkost vozvrashaetsya v zonu ispareniya po ego poram pod dejstviem kapillyarnyh sil a sila tyazhesti v etom processe igraet neznachitelnuyu rol Materialy i hladagenty dlya teplovyh trubok vybirayutsya v zavisimosti ot uslovij primeneniya ot zhidkogo geliya dlya sverhnizkih temperatur do rtuti i dazhe indiya dlya vysokotemperaturnyh primenenij Odnako bolshinstvo sovremennyh trubok v kachestve rabochej zhidkosti ispolzuyut ammiak vodu metanol i etanol IstoriyaUstrojstvo teplovoj trubkiSistemy ohlazhdeniya na teplovyh trubkah v noutbukeSechenie teplovoj trubki noutbuka Osnovnoj princip raboty teplovyh trubok s ispolzovaniem gravitacii t n dvuhfaznye termosifony datiruetsya vekom para Sovremennye koncepcii s ispolzovaniem kapillyarnogo effekta v teplovyh trubkah predlozheny R S Gaugler iz General Motors v 1942 g patent US2448261A Preimushestva kapillyarnyh sistem byli takzhe nezavisimo prorabotany i prodemonstrirovany Dzhordzhom Gruverom George Grover iz Los Alamosskoj nacionalnoj laboratorii v 1963 godu i vposledstvii opublikovany v Journal of Applied Physics Rabochie telaVeshestvo ot K do KGelij zhidkij 2 4Voda 298 573Etanol 273 403Metanol 283 403Ammiak 213 373Rtut 523 923Natrij 873 1473Indij 2000 3000OgranicheniyaImeyut ogranichennyj effektivnyj diapazon ispolzovaniya Pri prevyshenii raschetnoj temperatury vsya ohlazhdayushaya zhidkost mozhet perejti v par chto privedet k katastroficheskomu snizheniyu teploprovodnosti trubki do 1 80 I naoborot pri nedostatochnoj temperature zhidkost ploho isparyaetsya PrimenenieTakoj zhe princip ispolzuetsya v pohodnyh pechah Mikroklimat v pomeshenii Trubki s uspehom ispolzuyutsya v sistemah otopleniya ventilyacii i kondicionirovaniya HVAC v chastnosti v sistemah rekuperacii vozduha kogda udalyaemyj iz pomesheniya vozduh obmenivaetsya teplom so svezhim postupayushim s ulicy Proizvoditeli takih sistem zayavlyayut ob ih effektivnosti na urovne 75 Kosmos Kompaktnost i effektivnost termotrubok prichina shirokogo primeneniya v kosmicheskoj tehnike Pri etom prihoditsya uchityvat takie osobennosti raboty v kosmose kak mikrogravitaciya rasseivanie energii tolko za schyot izlucheniya ogranichennost elektricheskoj moshnosti v svyazi s chem predpochtenie otdayotsya passivnym sistemam bolshoj srok sluzhby v svyazi s nevozmozhnostyu ili krajnej ogranichennostyu tehnicheskogo obsluzhivaniya Kompyuternaya tehnika Teplovye trubki shiroko primenyayutsya v kompyuternyh sistemah ohlazhdeniya osobenno v sostave noutbukov monoblokov i nettopov Vsegda primenyayutsya dlya ohlazhdeniya moshnyh processorov i videokart v igrovyh kompyuterah i v serverah prisutstvuyut v tom chisle i v igrovyh konsolyah Dlya sozdaniya sistem passivnogo bezventilyatornogo ohlazhdeniya processorov i videochipov teplovye trubki nezamenimy dlya otvedeniya tepla ochen bolshomu radiatoru ili na korpus kompyutera s razvitym orebreniem PrimechaniyaUS2448261A Capillary heat transfer device for refrigerating apparatus Google Patents Heat Pipes Theory Design and Applications David Reay Ryan McGlen Peter Kew Google Knigi neopr Data obrasheniya 30 sentyabrya 2018 Arhivirovano 1 oktyabrya 2018 goda Sm takzheEffekt PelteSsylkiUstrojstvo teplovyh trubok CaseMods sajt pro modding PK Teplovaya trubka svoimi rukami 2 overclockers ru 12 04 2004 Ustrojstvo teplovyh trubok ispolzuemyh v kompyuternyh kulerah ModLabs net 09 11 2009 Teplovye trubki i primenenie tehnologij na ih osnove dlya ohlazhdeniya uzlov PK Sorokin A D aprel 2008
