Тепловые и вихревые трубки.

Данный метод охлаждения применяется в радиоаппаратуре для накального охлаждения элементов плат и блоков.

Тепловые трубки.

Тепловые трубки (англ. heat pipe) — элемент системы охлаждения, принцип работы которого основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (например, меди) находится легкоиспаряющаяся жидкость. Перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки и конденсируется на холодном, а затем снова перетекает на горячий конец.

Если трубка полая, то сконденсировавшаяся жидкость возвращается в зону испарения под действием силы тяжести. Иными словами, трубка будет работать только в вертикальном или близком к тому положении, когда зона конденсации выше зоны испарения. Внутри современных тепловых трубок находится наполнитель. Они работают практически в любом положении, поскольку для возврата жидкости в зону испарения используются капиллярные силы, а не сила тяжести. Капиллярный эффект, используемый в современных тепловых трубках, обусловлен возможностью конденсированной воды перемещаться по тонким капиллярам (порам) в любом направлении. Полость медной трубки наполняют различными материалами, фитилями, пористой керамикой и др.

Материалы и хладагенты для тепловых трубок выбираются в зависимости от условий применения: от жидкого гелия для сверхнизких температур до ртути для высокотемпературных применений. Однако большинство современных трубок используют аммиак или воду в качестве рабочей жидкости.

Недостатком является то, что они имеют узкий эффективный диапазон использования. При превышении расчетной температуры вся охлаждающая жидкость может перейти в пар что приведет к катастрофическому снижению теплопроводности трубки (до 1/80)

Вихревые трубки.

Принцип работы вихревых трубок основан на вихревом эффекте (эффекте Ранке). Вихревой эффект — эффект разделения газа или жидкости при закручивании в цилиндрической или конической камере на две фракции. На периферии образуется закрученный поток с большей температурой, а в центре — закрученный охлажденный поток, причем вращение в центре происходит в другую сторону, чем на периферии.

Сжатый газ подаётся в трубку через тангенциальное отверстие под давлением P₁ и при температуре t. Газ расширяясь, согласно эффекту Ранке делится на две составляющие: тёплую(t₁) и холодную(t₂). Тёплая часть воздуха удаляется через сопла трубки, а холодная составляющая проходит через отверстие меньшего диаметра, которое расположено в центре трубки. Разделение воздуха на составляющие – это эффект Ранке. Температура на выходе трубки равняется -55°. Материал трубки должен иметь малый коэффициент теплопроводности. Вес трубки – 15 грамм, длина 2 см, а диаметр – 3 мм. Недостатками трубки являются большой расход воздуха и большие энергозатраты.

Общая характеристика механических воздействий>