المشاكل الرئيسية في معالجة الأنابيب الحرارية

أنبوب الحرارة هو نوع من عناصر نقل الحرارة، والذي يستفيد بشكل كامل من مبدأ التوصيل الحراري وخاصية نقل الحرارة السريعة لوسط التبريد. يتم نقل حرارة الجسم الساخن بسرعة إلى الخارج من مصدر الحرارة من خلال أنبوب الحرارة، وقد تجاوزت الموصلية الحرارية بكثير أي معدن معروف. غالبًا ما تستخدم الأنابيب الحرارية في تصميم تبديد الحرارة الحالي، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة الشائعة لدينا، وما إلى ذلك. يجب مراعاة العوامل التالية في تصميم الأنابيب الحرارية: الحمل الحراري أو الحرارة المراد نقلها؛ درجة حرارة التشغيل ماسورة؛ سائل العمل هيكل الشعرية. طول وقطر أنبوب الحرارة؛ طول التلامس لمنطقة التبخر؛ طول الاتصال لمنطقة التعويض؛ اتجاه؛ تأثير ثني وتسطيح الأنابيب الحرارية، وما إلى ذلك.

وفقًا لسيناريو الاستخدام المحدد، بعد اكتمال الأنبوب المستقيم، يحتاج أنبوب الحرارة إلى الخضوع لسلسلة من المعالجة اللاحقة، مثل الثني، والتسطيح، وما إلى ذلك. المشاكل الرئيسية في عملية ما بعد المعالجة هي كما يلي.

1. ثني التجاعيد:

إن ثني الأنابيب الحرارية عبارة عن عملية تصنيع للأنابيب الحرارية لتناسب الهيكل المكاني للمنتجات الإلكترونية. بسبب ترقق الجانب الخارجي للأنبوب الحراري تحت ضغط الشد أثناء الثني، يصبح الجانب الداخلي للأنبوب بالقرب من قالب الثني غير مستقر ومتجعد بسبب إجهاد الضغط. يمكن أن يؤدي التواء وتجعد أنابيب الحرارة الملبدة إلى الداخل إلى انخفاض مساحة قنوات تدفق الهواء الداخلية، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في كفاءة نقل الحرارة. عندما ينحني أنبوب الحرارة الملبد، يمكن أن يتسبب أيضًا في سقوط قلب الشفط، مما يتسبب في فشل أنبوب الحرارة. عندما ينحني الأنبوب، يزداد سمك الجدار الداخلي ويقل سمك الجدار الخارجي. بعد خضوعه لعملية التفريغ الأولية والثانوية، يكون أنبوب الحرارة في حالة ضغط سلبي داخليًا، وقد ينهار الجزء الرقيق أيضًا إلى الداخل بسبب تأثير الضغط الجوي.

2. الانهيار المسطح:

عندما يتم تسطيح أنبوب الحرارة، يتحرك القالب المتحرك للأسفل، ويتسع السطح المسطح لأنبوب الحرارة بشكل مستمر، ليصبح في النهاية أنبوبًا حراريًا مسطحًا بسماكة معينة. بعد التسطيح البارد، يظهر مستوى التسطيح حالة انهيار على طول الاتجاه المحوري لأنبوب الحرارة، مما يؤثر بشكل خطير على أداء أنبوب الحرارة. يمكن أن يؤدي الانهيار إلى انخفاض في منطقة تدفق البخار، وحتى يتسبب في تلامس الأسطح المسطحة العلوية والسفلية، مما يؤثر بشكل خطير على الهيكل الفارغ لقلب شفط أنبوب الحرارة. يحلل الأدبيات الإجهاد أثناء عملية تسطيح الأنابيب الدائرية ويقترح تغيير الإجهاد المركز إلى الإجهاد الموزع، من الإجهاد الأوسط إلى الإجهاد على الجانبين، والذي يمكن أن يحل بشكل فعال مشكلة انهيار التسطيح.

3. التقعر السطحي:

بعد معالجة التسطيح، ستكون هناك حفر محلية على سطح أنبوب الحرارة، مما يتسبب في عدم توافق أنبوب الحرارة بإحكام مع مصدر الحرارة، مما يترك طبقة من الهواء بين أنبوب الحرارة ومصدر الحرارة، مما يزيد من المقاومة الحرارية للواجهة وتقليل كفاءة نقل الحرارة لأنبوب الحرارة. الحفر المحلية على المستوى المسطح لأنبوب الحرارة الملبد ناتجة عن التشوه البلاستيكي غير المستوي للبنية المجهرية. أثناء عملية التشوه، تختلف صعوبة فتح أنظمة الانزلاق بين الحبوب ذات التوجهات المختلفة، وتتعرض الحبوب كبيرة الحجم المعرضة للانزلاق للتشوه، مما يؤدي إلى تشكل الحفرة العيانية.

من أجل التكيف مع اتجاه تطوير التصغير والخفة للمنتجات الإلكترونية، تحتاج الأنابيب الحرارية إلى ضبط شكل المنتج وفقًا للهيكل المكاني الداخلي. يمكن لأنبوب الحرارة المسطح أن يتكيف جيدًا مع الهيكل المكاني الداخلي للمنتجات فائقة الرقة والمحمولة مثل الهواتف المحمولة. بالمقارنة مع ما قبل التسطيح، تعرض الهيكل الأساسي الممتص للسائل الملبد داخل أنبوب الحرارة للتلف جزئيًا، وانخفضت كفاءة التوصيل الحراري لأنبوب الحرارة الملبد. وفي الوقت نفسه، يمكن لهيكل أنبوب الحرارة المسطح أن يزيد من مساحة التبادل الحراري مع مصدر الحرارة. ولكن من المهم أيضًا التغلب على مشكلة الأنابيب الحرارية بشكل أساسي أثناء عملية الثني والتسطيح.