Le caloduc caloduc est une sorte d'élément de transfert de chaleur, qui utilise pleinement le principe de conduction thermique et les propriétés de transfert de chaleur rapide du fluide de refroidissement. conductivité thermique.
En 1963, la technologie des caloducs a été inventée par George Grover du laboratoire national de Los Alamos.
Le caloduc est une sorte d'élément de transfert de chaleur, qui utilise pleinement le principe de conduction thermique et les propriétés de transfert de chaleur rapide du fluide de refroidissement. conductivité thermique.
La technologie des caloducs a déjà été utilisée dans les industries aérospatiale, militaire et autres. Depuis son introduction dans l'industrie de la fabrication de radiateurs, les gens ont changé la conception des radiateurs traditionnels et se sont débarrassés du mode de dissipation thermique traditionnel qui repose uniquement sur des ventilateurs à grand volume pour obtenir une meilleure dissipation thermique.
Au lieu de cela, il adopte un nouveau mode de refroidissement avec un ventilateur à faible vitesse et un faible volume d'air et une technologie de caloduc.
La technologie des caloducs a ouvert une opportunité à l'ère silencieuse des ordinateurs et a été largement utilisée dans d'autres domaines électroniques.
Comment fonctionnent les caloducs?
Le principe de fonctionnement du caloduc est le suivant: chaque fois qu'il y a une différence de température, le phénomène de transfert de chaleur de la haute température à la basse température se produira inévitablement. Le caloduc utilise un refroidissement par évaporation, de sorte que la différence de température entre les deux extrémités du caloduc soit très grande, de sorte que la chaleur soit conduite rapidement. La chaleur de la source de chaleur externe augmente la température du milieu de travail liquide à travers la conduction thermique de la paroi du tube de la section d'évaporation et du noyau absorbant liquide rempli du milieu de travail; la température du liquide augmente et la surface du liquide s'évapore jusqu'à atteindre la pression de vapeur saturée. façon de passer à la vapeur. La vapeur s'écoule vers l'autre extrémité sous une petite différence de pression, libère de la chaleur et se condense à nouveau en liquide, et le liquide retourne vers la section d'évaporation le long du matériau poreux par force capillaire. Ce cycle est rapide et la chaleur peut être évacuée en continu.
Caractéristiques techniques du caloduc
·Effet de conduction thermique à grande vitesse. Structure légère et simple
·Distribution uniforme de la température, peut être utilisée pour une température uniforme ou une action isotherme.·Grande capacité de transfert de chaleur. Longue distance de transfert de chaleur.
·Il n'y a aucun composant actif et il ne consomme pas d'énergie lui-même.
·Il n'y a aucune restriction sur la direction du transfert de chaleur, l'extrémité d'évaporation et l'extrémité de condensation peuvent être interchangées. ·Facile à traiter pour changer la direction du transfert de chaleur.
Durable, longue durée de vie, fiable, facile à stocker et à conserver. Pourquoi la technologie des caloducs est-elle si performante ? Il faut considérer ce problème d'un point de vue thermodynamique.
L'absorption et le dégagement de chaleur des objets sont relatifs, et chaque fois qu'il y a une différence de température, le phénomène de transfert de chaleur d'une température élevée à une température basse se produira inévitablement.
Il existe trois modes de transfert de chaleur: le rayonnement, la convection et la conduction, parmi lesquels la conduction thermique est la plus rapide.
Le caloduc utilise un refroidissement par évaporation pour rendre la différence de température entre les deux extrémités du caloduc très grande, afin que la chaleur puisse être conduite rapidement.
Un caloduc typique se compose d'une coque de tube, d'une mèche et d'un embout.
La méthode de production consiste à pomper l'intérieur du tube à une pression négative de 1,3 × (10-1 ~ 10-4) Pa, puis à le remplir d'une quantité appropriée de liquide de travail, de sorte que le capillaire le matériau poreux du noyau d'absorption de liquide proche de la paroi interne du tube est rempli de liquide puis scellé.
Le point d'ébullition du liquide diminue sous pression négative et il est facile de se volatiliser. La paroi du tube comporte une mèche absorbant les liquides, composée de matériaux capillaires poreux.
Matériau du caloduc et fluide de travail commun
Une extrémité du caloduc est l'extrémité d'évaporation et l'autre extrémité est l'extrémité de condensation.
Lorsqu'une section du caloduc est chauffée, le liquide dans le capillaire s'évapore rapidement et la vapeur s'écoule vers l'autre extrémité sous une petite différence de pression, libère de la chaleur et se condense à nouveau en liquide.
Le liquide retourne vers la section d'évaporation le long du matériau poreux par force capillaire, et le cycle est sans fin. La chaleur est transférée d’une extrémité du caloduc à l’autre extrémité. Ce cycle s'effectue rapidement et la chaleur peut être conduite en continu.
Six processus associés de transfert de chaleur dans les caloducs
1. La chaleur est transférée de la source de chaleur à l'interface (liquide-vapeur) à travers la paroi du caloduc et la mèche remplie de liquide de travail;
2. Le liquide s'évapore à l'interface (liquide-vapeur) dans la section d'évaporation, et 3. La vapeur dans la chambre à vapeur s'écoule de la section d'évaporation vers la section de condensation;
4. La vapeur se condense sur l'interface vapeur-liquide dans la section de condensation;
5. La chaleur est transférée de l'interface (vapeur-liquide) à la source froide à travers la mèche, le liquide et la paroi du tube;
6. Dans la mèche, le liquide de travail condensé est renvoyé vers la section d'évaporation en raison de l'action capillaire.
Structure interne du caloduc
La couche poreuse sur la paroi interne du caloduc a de nombreuses formes, les plus courantes sont: frittage de poudre métallique, rainure, treillis métallique, etc.
1. Structure de scories chaudes
Littéralement, la structure interne de ce caloduc est comme des briquettes carbonisées ou des scories chaudes.
Dans la paroi intérieure apparemment rugueuse, il y a toutes sortes de petits trous, ils sont comme des capillaires sur le corps humain, le liquide dans le caloduc fera la navette dans ces petits trous, formant une forte force de siphon.
En fait, le processus de fabrication d'un tel caloduc est relativement compliqué. La poudre de cuivre est chauffée à une certaine température. Avant qu'elle ne fonde complètement, le bord frontal des particules de poudre de cuivre va d'abord fondre et adhérer à la poudre de cuivre environnante, formant ainsi ce que vous voyez maintenant. à la structure creuse.
D'après la photo, vous pourriez penser qu'il est très mou, mais en fait, ce laitier chaud n'est ni mou ni meuble, mais très résistant.
Puisqu'il s'agit d'une substance chauffée par de la poudre de cuivre à haute température, après refroidissement, elle restaure la texture dure d'origine du métal.
De plus, du point de vue de la fabrication, le coût de fabrication du caloduc avec ce procédé et cette structure est relativement élevé.
2. Structure de rainure
La structure interne de ce caloduc est conçue comme des tranchées parallèles.
Il agit également comme des capillaires et le liquide qui revient est rapidement conduit dans le caloduc à travers ces rainures.
Cependant, selon la précision et la finesse de la fente, selon le niveau de processus et la direction de la rainure, etc., cela aura un grand impact sur la dissipation thermique du caloduc.
Du point de vue du coût de production, la fabrication de ce caloduc est relativement simple, plus facile à fabriquer et relativement peu coûteuse à fabriquer.
Cependant, la technologie de traitement de la rainure du caloduc est plus exigeante. D'une manière générale, c'est la meilleure conception pour suivre la direction du retour du liquide, donc théoriquement, l'efficacité de dissipation thermique n'est pas aussi élevée que la première.
3. Treillis métalliques multiples
De plus en plus de radiateurs à caloducs courants utilisent cette conception à mailles multimétalliques. Sur la photo, vous pouvez facilement voir que les substances floculantes à l’intérieur du caloduc ressemblent à un chapeau de paille cassé.
- Généralement, l'intérieur de ce caloduc est un tissu métallique composé de fils de cuivre. Il existe de nombreux espaces entre les petits fils de cuivre, mais la structure du tissu ne permettra pas au tissu de se disloquer et de bloquer le caloduc.
Du point de vue du coût, la structure interne de ce caloduc est relativement simple, et il est également plus simple à fabriquer.
Un seul tube de cuivre ordinaire est nécessaire pour remplir ces tissus à mailles multimétalliques. En théorie, l'effet de dissipation thermique n'est pas aussi bon que les deux précédents.
