تعرف على أنواع المواسير الحرارية
مواسير حرارية، عبارة عن أجهزة نقل حراري ذات مرحلتين سالبة ومحكمة الإغلاق تستفيد من حرارة التبخر العالية للسائل، لتحقيق نقل الحرارة بكفاءة عالية، ويتكون أنبوب الحرارة من غلاف وبنية فتيل وكمية صغيرة من سائل العمل.
تتم معالجة السائل تحت التفريغ، مما يسمح بالتشغيل على مرحلتين عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، أثناء التشغيل.
يتم إدخال الحرارة إلى ما يعرف باسم "المبخر"، تغلي الحرارة السائل وتدفع بخار السائل إلى المنطقة الأكثر برودة في أنبوب الحرارة.
تُعرف المنطقة الأكثر برودة، والتي تقترن عادةً بالمشتت الحراري، باسم "المكثف".
يتخلى السائل عن حرارته الكامنة ويتكثف مرة أخرى إلى سائل، ويتم امتصاصه مرة أخرى في بنية الفتيل، ثم يقوم هيكل الفتيل بضخ السائل بشكل سلبي إلى المبخر.
تؤدي هذه العملية بأكملها إلى اختلاف شديد في درجات الحرارة عبر طول أنبوب الحرارة.
تعرف على أنواع مواسير حرارية جيدة
المواسير الحرارية هي جهاز حراري يسمح بنقل فعال للطاقة الحرارية، ويتكون من هيكل مغلق يكون سطحه الداخلي مبطنًا بطبقة رقيقة من مادة مسامية، يُشار إليها عادةً باسم الفتيل.
قد يكون للحاوية شكل أسطواني، أو أي شكل آخر يمكن تصنيعه بسهولة.
تمتلئ مسام الفتيل بسائل عامل مناسب للتطبيق، ويحتل بخار السائل الحجم الداخلي المتبقي. لذلك، نظرًا لأن السائل وبخاره يتعايشان في حالة توازن، فإن الضغط داخل الحاوية يساوي ضغط البخار المقابل لظروف التشبع.
يسمح هذا التكوين البسيط نسبيًا بنقل حرارة فعال للغاية من أحد طرفي أنبوب الحرارة إلى الطرف الآخر، باتباع آلية نقل حرارة بسيطة للغاية.
عندما يتم تطبيق الحرارة على طرف واحد (المبخر)، يتبخر السائل العامل من الفتيل، بينما يؤدي إزالة الحرارة من جزء آخر من السطح (المكثف) إلى تكثيف البخار على الفتيل.
يؤدي التدرج في الضغط الناتج عن تراكم البخار في أحد طرفي الأنبوب الحراري ونضوبه في الطرف الآخر إلى تدفق البخار عبر المنطقة الأساسية للحاوية (مساحة البخار).
ولكن، مع تبخر السائل، يتراجع إلى فتحات الفتيل، ثم ينخفض الغضروف المفصلي وينخفض ضغط السائل إلى ما دون ضغط البخار المجاور.
يحدث التكثيف في الطرف الآخر، بحيث يملأ السائل العامل في الفتيل، ويميل إلى الحفاظ على سطح مستوٍ دون أي انخفاض في الضغط في السائل.
نتيجة للقوى الشعرية، فإن النتيجة هي تدرج ضغط في السائل يتسبب في تدفق السائل العامل عبر الفتيل باتجاه طرف المبخر، في الاتجاه المعاكس لاتجاه البخار المتدفق في منطقة القلب، وإكمال دائرة التدفق.
معدات وأدوات السلامة المهنية
أنواع المواسير الحرارية
الأنابيب الحرارية القياسية، والتي تعمل كموصل حراري فائق (عادةً ماء نحاسي في التطبيقات الأرضية أو لتبريد مساحة الصندوق على مستوى الصندوق، والأمونيا (CCHPs) في تصميمات الرادياتير في التطبيقات الفضائية).
أنابيب حرارية محملة بالغاز (التوصيل المتغير) لبدء التشغيل من حالة التجميد.
غرف البخار، التي تسمح بتحويل تدفق الحرارة، وانتشار الحرارة في بعدين.
لوحات HiK، التي تحتوي على أنابيب حرارية مدمجة في الألواح لتحسين التوصيل الحراري الفعال إلى 500-1200 واط / م كلفن.
المبادلات الحرارية للأنابيب الحرارية، لاستعادة الطاقة في المباني التجارية.
المعدل الفعال لنقل الحرارة
تتم مقارنة المعدل الفعال لنقل الحرارة بقضيب نحاسي صلب، كل من أنبوب الحرارة والقضيب النحاسي مطليان بطلاء حراري، والذي سيغير اللون أثناء نقله للحرارة. سنبدأ بتحريك قضيب النحاس إلى المنطقة الساخنة.
يُعرف النحاس بأنه موصل حراري قوي جدًا، لديها موصلية حرارية تبلغ حوالي 400 واط لكل متر كلفن حيث تنتقل هنا، يمكنك أن ترى تغير اللون من قاعدة قضيب النحاس إلى أعلى. الآن سنقوم بتحريك أنبوب الحرارة إلى المنطقة الساخنة.
كما ترون، بينما يتبخر السائل وينتقل، فإن أنبوب الحرارة يتحول إلى درجة حرارة ثابتة بسرعة ويكون له درجة حرارة ثابتة للغاية عبر طول أنبوب الحرارة.
الآن، سنقوم بنقل قضيب النحاس وأنبوب الحرارة مرة أخرى إلى المنطقة الباردة لإظهار أن أنبوب الحرارة يمكن أن يعمل في اتجاه معاكس ولا يزال قادرًا على توفير نفس الموصلية الحرارية عالية الفعالية.
كما هو الحال مع العديد من الأنواع الكثيرة من المواسير الحرارية، يمكن تصنيع أنابيب الحرارة القياسية من مواد مغلفة مختلفة، واستخدام هياكل فتيلية مختلفة، ولديها سوائل عمل بديلة.
Thermosyphons ، وهي أنابيب حرارية بمساعدة الجاذبية
Loop Thermosyphons، متغير حراري ذو مسارات تدفق مختلفة للبخار والسائل.
أهمية المواسير الحرارية
تعتبر المواسير الحرارية من أكثر الطرق فعالية لنقل الحرارة أو الطاقة الحرارية من نقطة إلى أخرى، تُستخدم هذه الأنظمة ذات المرحلتين عادةً لتبريد المناطق أو المواد، حتى في الفضاء الخارجي.
تم تطوير الأنابيب الحرارية لأول مرة لاستخدامها لتزويد الحرارة وإزالة الحرارة المفقودة من أنظمة تحويل الطاقة.
اليوم، تُستخدم مواسير الحرارة في مجموعة متنوعة من تطبيقات التبريد من الفضاء إلى الأجهزة الطبية وتبريد إلكترونيات الطاقة إلى الطائرات والمزيد، إذا لم تكن متأكدًا مما إذا كانت الأنابيب الحرارية حلاً حراريًا مثاليًا لمشروعك.
متى يتم استخدام المواسير الحرارية؟
عندما تسأل عن ماهية أنبوب الحرارة، ستحصل على فهم أفضل من خلال التعرف على وقت استخدامها، ستجد العديد من الأنظمة البسيطة والمعقدة التي تستخدم هذه الأنابيب في مجموعة متنوعة من عمليات النشر بناءً على مبادئ التشغيل المختلفة واحتياجات الأداء الحراري ومتطلبات التوصيل والقيود المكانية والقوة الإجمالية والتكلفة.
يتفق مهندسو الحرارة على أن المواسير الحرارية هي استثمار ذكي إذا كان لديك جهاز أو منصة تحتاج إلى أي مما يلي:
نقل الحرارة من مكان إلى آخر، على سبيل المثال، تستخدم العديد من الأجهزة الإلكترونية هذا لنقل الحرارة من شريحة إلى المشتت الحراري البعيد.
قم بتحويل الحرارة من التدفق الحراري العالي في المبخر إلى تدفق حراري منخفض في المكثف، مما يسهل إزالة الحرارة الكلية بالطرق التقليدية مثل التبريد بالسائل أو بالهواء. يمكن تحويل التدفقات الحرارية التي تصل إلى 1000 واط / سم 2 باستخدام غرف بخار مخصصة.
توفير سطح متساوي الحرارة، تشمل الأمثلة تشغيل صمامات ليزر متعددة في نفس درجة الحرارة وتوفير أسطح متساوية الحرارة للغاية لمعايرة درجة الحرارة.
اقرأ المزيد:
افضل شركات حلول الاعمال
افضل طرق مكافحة الحشرات