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Wärmeleitung
Einführung:
Die ständig fortschreitende Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat zu einer immer höheren Wärmeerzeugungsdichte elektronischer Komponenten geführt, was einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf Leistung und Zuverlässigkeit hat.
Wenn der Entwicklungstrend elektronischer Geräte in Zukunft leicht, dünn und kurz sein wird, wird die Verbesserung ihrer Leistung und Zuverlässigkeit von der elektronischen Kühltechnologie abhängen.
Laut den einschlägigen Statistiken von American Aerospace sind 55 % des Ausfalls elektronischer Teile hauptsächlich auf den Temperaturfaktor zurückzuführen.
Daher ist der Umgang mit dem Problem der Wärmeableitung in den letzten Jahren zur Schlüsseltechnologie elektronischer Produkte geworden, wobei auch das Wärmerohr eine zentrale Rolle spielt.
Wärmeleitung
Ein Wärmerohr ist ein Wärmeübertragungsgerät, das die Prinzipien der Wärmeleitfähigkeit und des Phasenübergangs kombiniert, um Wärme effektiv zwischen zwei festen Grenzflächen zu übertragen.
Hauptsächlich verwendete Art von Wärmerohren, Thermosyphons
Thermosiphons → Durch Gravitations-/Beschleunigungskräfte → Die Richtung der Wärmeleitung ist zyklische Wiederholung
Die Zusammensetzung des Heatpipe-Designs:
Materialien und Arbeitsflüssigkeiten:
Hüllenmaterial – Kupfer – Aluminium – Edelstahl
Dochtstruktur:
Mesh – Faser – Sinter – Nut
Arbeitsflüssigkeit:
Wasser – Methanol – Aceton – Natrium – Quecksilber...
Grundsätze:
An der heißen Grenzfläche eines Wärmerohrs verwandelt sich eine Flüssigkeit in Kontakt mit einer wärmeleitenden festen Oberfläche in Dampf, indem sie Wärme von dieser Oberfläche absorbiert.
Der Dampf wandert dann entlang des Heatpipe-Kühlkörpers zur kalten Grenzfläche und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit – wobei die latente Wärme freigesetzt wird.
Die Flüssigkeit kehrt dann entweder durch Kapillarwirkung, Zentrifugalkraft oder Schwerkraft zur heißen Grenzfläche zurück und der Zyklus wiederholt sich.
Arbeitsprozess
Vorteile
• Geringes Gewicht, geringe Größe und einfacher Aufbau
• Hohe Wärmeleitfähigkeit, 100- bis 1000-fache Wärmeleistung im Vergleich zu Kupferrohren
• Betriebstemperaturbereich von -243 Grad bis 1000 Grad
• Keine Geräusche während des Betriebs
Thermotest
Delta-T-Test
Idealer Temperaturunterschied → 0 Grad
100 %-Prüfung zur Prüfung der Temperaturdifferenz → kleiner oder gleich 5 Grad
Zweck – Testen Sie das Delta T (△T) zwischen den beiden Enden des Wärmerohrs
Q-max-Test
Zweck – Testen der Daten der maximalen Wärmeübertragungsrate (Q-max)
Sicherheitstest
• Kritische Komponenten – Wärmerohr
• Sicherheit – Druckbehälter
• FEHLERTEMPERATUR → 320-Grad-Leckage
• Zweck – Rohrbruch (Sicherheitstest)
| Anwendungszweck | Beispiele |
| Wärmeübertragung | Wärmetauscher, Solarwarmwasserbereiter, Erdwärmenutzung, Wärmespeicher, Klimaanlage |
| Heizung | Boiler, Vergaserheizung, automatische Windschutzscheibe, Heißsiegelbad, Backform, Sahnemesser |
| Kühlung | Elektronische Komponenten wie Transistoren, Dioden, Thyristoren, ICs, LSIs, VLSIs, CPU- und IGBT-Wärmeableitung, Maschinentransformatorkühlung, Rotation, Maschinenkühlung, Kabelkühlung, Leitungskühlung, Formenkühlung, Kühlschrank |
| Andere | VCHP, Diode, Thermoschalter, Temperaturkontrollplattform (Biowafer, Kristallwachstum) |
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