Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của Heatpipe.

Gần đây mọi người bàn luận khá nhiều về Heatpipe, nguyên tắc cũng như các thức làm việc của nó, nguyên lý thì ai cũng biết, cấu tạo và cách thức hoạt động của nó thì ko phải ai cũng nắm được bởi vì chưa ai dại đến mực bỏ nó xem bên trong ruột của nó gồm những gì :sun:
Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu xem Heatpipe cấu tạo như thế nào và nguyên tắc hoạt động của nó ra sao nhé:

Nguyên tắc hoạt động



Một cái ống được bịt kín 2 đầu, bên trong có thể là kim loại, có thể là chất lỏng, miễn sao nó truyền nhiệt thật tốt.

A: Nhiệt độ ở khu vực này thường cao nhất, các phân tử ở đó có xu hướng chuyển động nhanh hơn.
B:Tới 1 mức độ nào đó, nhiệt độ bắt đầu truyền lên phía trên
C: Theo nguyên lý đối lưu, nhiệt độ (ở đây là độ nóng) đi lên phía trên được làm nguội đi và bắt đầu quay trở lại (đi xuống) nơi có nhiệt độ thấp hơn.
D: Để cân bằng, nhiệt độ ở nơi này bắt đầu tăng...

Một số hình ảnh của Heatpipe













Công nghệ chế tạo hay còn gọi là người ta làm nó như thế nào :sun:

-Khởi đầu, heatpipe là một cái ống nhiệt-một thiết bị đơn giản có thể nhanh chóng chuyển nheietj từ nơi này qua nơi khác, chúng thường được thiết kế dạng ống tròn dài. Với khả năng dẫn nhiệt tốt và giá thành tương đối rẻ, đồng được chọn chế tạo các ống dẫn nhiệt này, để khả năng dẫn nhiệt bên trong ruột của những chiếc ống này thường được thiết kế đặc biệt-mỗi hãng chế tạo có công nghệ riêng và đi theo các hướng khác nhau.

Ý tưởng chế tạo những ống tản nhiệt này được R.S Gaugler công bố năm 1942. Tuy nhiên đến năm 1962 G.M. Grover chế tạo thành công, tính chất và khả năng của nó được quan tâm đúng mức và được các nhà nguyên cứu đánh giá cao.

-Heatpipe hay ống nhiệt gồm 1 ống tròn dài bằng đồng hoặc nhôm, được đánh bóng phía bên ngoài và 1 đầu bịt kín. Bên trong được chế tạo rất khác nhau tùy theo từng nhà sx nhưng cấu tạo chung đều có 1 ống hút bằng mao quản. Heatpipe tương tự như một ống mao dẫn nhưng khác ở khả năng dẫn nhiệt. Khi hoạt động, ống mao dẫn cùng với những mao quản xốp đóng vai trò là vật truyền nhiệt một cách nhanh và đơn giản nhất. Ống mao dẫn và những mao quản bên trong Heatpipe thường có cấu trúc như 1 loại bấc đèn mà ta thường thấy. Chất lượng và công nghệ chế tạo thường đi cùng với khả năng dẫn nhiệt của Heatpipe, vì vậy đây chính là trái tim của sản phẩm Heatpipe

Khi thiết kế Heatpipe, sức căng mặt ngoài của vật chất dùng để chế tạo các ống mao quản đc quan tâm rất nhiều, nó cho phép ống mao quản chống lại lực tác dụng của trọng lượng và ko ảnh hưởng tới sự lưu truyển vật chất hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ cao. Khi vật chất trong Heatpipe hấp thụ nhiệt ở nơi nhiệt độ cao nhất, theo tính chất đối lưu, vật chất mang nhiệt độ cao sẽ có xu hướng "đi lên trên" tới nơi nhiệt độ thấp hơn, tới khi nhiệt độ của vật chất đó giảm, nó lại có xu hướng đi về nơi có nhiệt độ cao hơn... Vì vậy tính chất nhiệt của vật chất đó cũng là điều quan trọng ko kém. Để minh họa, chúng ta nhìn vào bảng bên dưới. Nhiệt độ hữu ích chính là điều quan tâm nhất để nhà sx chọn lựa vật chất làm chất dẫn nhiệt trong Heatpipe. Thông thường nước, metanol và cồn công nghiệp thường được sử dụng nhiều nhất vì chúng rẻ và phổ biến, ít gây hại cho môi trường



Trong bảng, chúng ta thấy nước cất là chất phổ biến và rẻ tiền nhất :votay:

Cấu trúc các ống mao quản bên trong Heatpipe

Thông thường ống mao quản có cấu trúc dạng xốp, có lỗ. Thường được làm bằng các vật liệu như thép, nhôm, niken hoặc đồng tùy theo kích thước cugnx như phạm vi sử dụng. Những vật liệu dạng sợi cũng được sử dụng rộng rãi, nói chung những vật liệu có cấu trúc dạng lỗ được các nhà sx ưu tiên khi chọn làm các ống mao quản này



Hoạt động

Trong Heatpipe, thường là 1 chất lỏng với sự thẩm thấu nó chiếm kín không gian bên trong của các ống mao dẫn. Ở bên ngoài Heatpipe, bất kì 1 điểm nào nằm trên bề mặt của Heatpipe có sự thay đổi nhiệt độ lập tức chất lỏng bên trong ống mao dẫn cũng thay đổi nhiệt độ theo xu hướng cân bằng nhiệt độ ở 2 môi trường, đến một giá trị nhiệt độ nào đó bên trong ống mao dẫn sinh ra 1 áp suất, chất lỏng mang nhiệt độ cao sẽ di chuyển đến 1 vị trí có nhiệt độ thấp hơn và bắt đầu giảm nhiệt độ. Việc này lặp lại cho đến khi nhiệt độ cân bằng tới một giá trị nào đó, giá trị này phụ thuộc vào công nghệ cũng như kĩ thuật chế tạo Heatpipe của từng hãng sản xuất.







Để thời gian nhiệt độ trong Heatpipe giảm người ta có thể để Heatpipe nằm trong những lá nhôm hoặc lá đồng, nếu hiệu quả chưa cao thì có thể gắn thêm quạt làm mát, lúc này cái loại HSF bắt đầu được đưa vào chế tạo đồng loạt.









Ngoài ra Heatpipe còn được ứng dụng trong việc nghiên cứu chế tạo thiết bị làm mát cho các loại phi thuyền và vệ tinh, trong đời sống hàng ngày thì có ở các thiết bị đun nước bằng năng lượng mặt trời

 

Mấy cái heatpipe đó có bán ở ngoài ko và giá bao nhiu tiền.Thanks

 

ISA cho tui hỏi là bài này là bài dịch hay là bài tổng hợp từ nhiều nguồn ? Hỏi đặng tính số posts cộng thêm cho chính xác :sun: vì kiểu gì cũng được cộng.

 

tui đọc từ nhiều nguồn, thấy anh em vẫn còn thắc mắc về cái vụ heatpipe này nên tổng hợp lại theo những gì tui hiểu, tui ko học chuyên Lý (học chuyên Văn) nên có nhiều chỗ ko biết diễn đạt như thế nào cho thoát ý :bun:

 

Thread rất bổ ích !!!
Off topic 1 chút:
1. Học chuyên Văn à? Chà chà, tán gái chắc ngọt xớt :sun:.
2. Cái Zalman 9500 có chưa vậy isa ?Có rồi thì review minh họa thực tế luôn đi :sun:, ko thì đổi Big Typhoon với tui, tui làm dùm cho.

 

Ai có kiến thức tí đầu tư nghiên cứu cái chất hay hợp chất bên trong thì có thể sản xuất được nhỉ. Ống đồng thì mua dễ dàng, dây đồng để tết lại thành hình lưới xốp như cái hình heatpipe bị chặt ra ấy thì có rồi. Nước cất thì mua hoặc điều chế cũng không khó (đốt H2 với O2 nguyên chất là có nước cất ngay). Quan trọng làm sao để biết được các chất phụ gia giúp nó hoạt động tốt ở trong phạm vi nhiệt độ CPU thải ra.


Hix nhìn thấy cái hình sao mà đơn giản thế, kiểu này VN sản xuất dư sức :( (nếu biết rõ về công nghệ)
Sao không ai nghiên cứu đề tài này nhỉ :D

 

Hồi trước bên vOz có ông nào đó ở ĐH BK Đà Nẵng nói rằng đang làm đề tài chế cái heatpipe đó, ko biết giờ chế được chưa và có đưa vào sx đại trà hay ko.

 

Heatpipe hiệu quả nhất là sử dụng nguyên tắc truyền nhiệt thông qua sự hóa hơi - ngưng tụ chất lỏng. Để thực hiện được điều này cần 1 vài điều kiện (nếu không sử dụng máy bơm) :
1/ Nhiệt độ tại nơi cần làm mát (CPU) cao hơn nhiệt độ sôi của chất lỏng (hoặc tại nhiệt độ đó tốc độ bay hơi rất cao) .
2/ Nhiệt độ tại nơi ngưng tụ chất lỏng (dàn tản nhiệt) thấp hơn nhiệt độ sôi (hoặc tại nhiệt độ này quá trình ngưng tụ chiếm ưu thế đáng kể so với bay hơi).
3/ Nguồn nhiệt (nơi tiếp xúc CPU) phải có vị trí thấp hơn dàn tản nhiệt để khi chất lỏng hóa hơi sẽ bay tới dàn tản nhiệt, nó ngưng tụ tại đó và chảy trở lại dưới tác dụng của trọng lực.
=> Các tản nhiệt sử dụng heatpipe đang bán trên thị trường để gắn trong PC nếu không bắt buộc người sử dụng để đúng hướng lắp đặt thì không sử dụng nguyên tắc này.

Kiểu heatpipe kém hiệu quả hơn thì chỉ dùng vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt làm ống, không lợi dụng quá trình hóa hơi - ngưng tụ để truyền nhiệt. Kiểu này có lẽ là kiểu thông dụng thị trường làm mát cho PC, nhiều khả năng không dùng chất lỏng.

 

@hoang anh: chắc chìm xuồng rồi. Mà có đề tài chắc gì đã được nghiệm thu và đưa vào sản xuất. Cái kiểu của vn là thế, các phòng thí nghiệm đề tài hoàn tất thì cả núi nhưng có được mấy cái đem ra áp dụng đâu, toàn đề tài của COCC mới đem ra không à, còn người khác thì vào kho lưu trữ ...

@TNT2TNT: "heatpipe kém hiệu quả" như bạn nói thì rõ ràng là thua trắng cái HS = Cu khối rồi. Cái ống bé tí ấy mà không có gì lưu dẫn mà chỉ dẫn không thôi thì thua đau thua đớn mất thôi. Chỉ có lưu dẫn thì mới đưa nhiệt từ đầu này sang đầu kia một cách nhanh chóng, còn dẫn không thì chịu chết.

 

Lát thử làm thí nghiệm đặt đứng và đặt nằm cái CPU xem con H6+ có thay đổi gì không khi thay đổi phuonwg tác dụng của trọng lực.