Podeli ovo! 
Heat pipe
Krenimo od početka… Heat pipe (toplotna cev) je „naprava“ koja kombinuje principe toplotne provodljivosti i fazne transformacije za efikasan transfer toplote. Svi znamo kako izgledaju spolja: bakarne cevi koje idu od dna (baze) hladnjaka prema gore i na koje su presovana aluminijumska ili bakarna rebra. Neki kuleri imaju dva, četiri, šest ili više toplotnih cevi raznih obima, oblika itd. Ako ste mislili da su heat pipe-ovi šuplje cevi sa fluidom iznutra, grešite, ima tu više toga. Unutrašnjost heat pipe-a je ono što će odlučivati o tome da li je u pitanju kvalitetan ili niskobudžetni heat pipe.
Toplotne cevi se obično prave od materijala sa visokom toplotnom provodljivošću kao što je bakar ili aluminijum. Postoje razni tipovi izrade toplotnih cevi i te razlike se odnose na unutrašnju strukturu i postoje tri glavna tipa. Postoje cevi koje su iznutra obložene finim bakarnim prahom, one koje imaju uzdužne sitne žljebove i one koje iznutra imaju nešto nalik pletenoj bakarnoj mreži što se inače može naći u koaksijalnim kablovima.
Najefikasnije su one koje kombinuju uzdužne žljebove sa finim bakarnim prahom. Ova unutrašnja konstrukcija je tzv. fitilj struktura za koju se može koristiti u principu bilo koji materijal koji može da ima kapilarni efekat na kondenzovani fluid unutar cevi.
Fin bakarni prah – Metal sintered powder wick
Uzdužni sitni žljebovi – Grooved wick
Pletena bakarna mreža – Metal mesh (felt) wick
Cevi mogu biti ispunjene raznim fluidima (radnom tečnošču): metanolom, acetonom, natrijumom, živom, destilovanom vodom ili de-jonizovanom vodom. Najčešću upotrebu ima voda iz više razloga. Ona je dobar izbor zbog njene visoke latentne toplote, visokog površinskog napona, visoke toplotne provodljivosti i zbog odgovarajuće temperature ključanja, a da ne spominjemo i njenu dostupnost i činjenicu da ne zagađuje okolinu.
Pri samoj izradi se koristi vakuum pumpa da bi se uklonio sav vazduh iz cevi, a mali delić ukupne zapremine se puni sa radnom tečnošću. Količina i tip fluida se biraju prema temperaturama u kojima će se koristiti. Alternativno se cev greje dok ne provri tečnost u njoj, a onda se zapečati dok je još vruća. Ovim putem je unutar toplotne cevi prisutan delimični vakuum – nizak pritisak koji omogućava radnoj tečnosti da isparava/ključa na mnogo nižim temperaturama nego što je to slučaj na atmosferskom pritisku (na atmosferskom pritisku voda ključa na 100°C).
Princip rada toplotnih cevi je jednostavan. Toplotne cevi se oslanjaju na temperaturne razlike između krajeva cevi i ne mogu sniziti temperaturu ispod temperature okoline. Dno hladnjaka se zagreva izvorom toplote, a zbog niskog pritiska unutar cevi radna tečnost lako isparava i putuje do drugog hladnog kraja toplotne cevi. Tim putem se toplota prenosi na suprotan kraj heat pipe-a koji je uglavnom opremljen sa aluminijumskim ili bakarnim listićima koji služe za dalju predaju toplote okruženju. Radna tečnost se na vrhu hladi, na zidovima toplotnih cevi se kondenzuje i kapilarnim efektom uz pomoć fitilj strukture opet vraća na donji topli deo cevi. Unutrašnja fitilj struktura nije obavezna ako postoji neki drugi mehanizam vraćanja radnog fluida na topli deo hladnjaka, kao npr. gravitacione sile.
Toplotne cevi nemaju nikakve pokretne mehaničke delove i ne koriste nikakve korozivne materijale i zbog toga ne zahtevaju nikakvo održavanje. Radni fluid i fitilj struktura su zaptivene u bakarnoj cevi, te ne postoji mehanička ili hemijska degradacija koje bi tokom vremena mogle uticati na efikasnost i radni vek toplotnih cevi.
Prednost toplotnih cevi naspram mnogih drugih mehanizama provođenja toplote je njihova velika efikasnost. One su fundamentalno bolji toplotni provodnici na većim rastojanjima nego npr. jedan komad čvrstog bakra ekvivalentnog poprečnog preseka.
Fotografije tipova heat pipe-ova su vlasništvo ThermoLab-a.
Dodaj komentar