مشکلات اصلی در پردازش لوله های حرارتی

لوله حرارتی نوعی عنصر انتقال حرارت است که به طور کامل از اصل هدایت گرما و خاصیت انتقال حرارت سریع محیط خنک کننده استفاده می کند. گرمای جسم داغ به سرعت از طریق لوله حرارتی به خارج از منبع گرما منتقل می شود و رسانایی حرارتی آن بسیار بیشتر از هر فلز شناخته شده است. لوله های حرارتی اغلب در طراحی اتلاف حرارت فعلی، از جمله رایانه های نوت بوک رایج، تلفن های همراه، و غیره استفاده می شوند. دمای عملیاتی؛ لوله; سیال کار؛ ساختار مویرگی؛ طول و قطر لوله حرارتی؛ طول تماس منطقه تبخیر. طول تماس منطقه جبران خسارت. جهت؛ اثر خم شدن و مسطح شدن لوله حرارتی و غیره

با توجه به سناریوی کاربری خاص، پس از اتمام لوله مستقیم، لوله حرارتی نیاز به یک سری مراحل پس پردازش مانند خمش، صاف کردن و غیره دارد که مشکلات اصلی در فرآیند پس از پردازش به شرح زیر است.

1. چین و چروک خمشی:

خم شدن لوله های حرارتی یک فرآیند ماشینکاری لوله های حرارتی برای تناسب با ساختار فضایی محصولات الکترونیکی است. به دلیل نازک شدن قسمت بیرونی لوله حرارتی تحت تنش کششی در حین خمش، قسمت داخلی لوله در نزدیکی قالب خمشی در اثر تنش فشاری ناپایدار و چروکیده می شود. کمانش و چروک شدن شدید لوله های حرارتی متخلخل به داخل می تواند منجر به کاهش مساحت کانال های جریان هوای داخلی شود و در نتیجه بازده انتقال حرارت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. هنگامی که لوله حرارتی تف جوشی خم می شود، همچنین می تواند باعث ریزش هسته مکش شود و باعث از کار افتادن لوله حرارتی شود. هنگامی که لوله خم می شود، ضخامت دیواره داخلی افزایش و ضخامت دیواره خارجی کاهش می یابد. لوله حرارتی پس از انجام گاززدایی اولیه و ثانویه، از داخل در حالت فشار منفی قرار دارد و قسمت نازک کننده نیز ممکن است به دلیل تأثیر فشار اتمسفر به سمت داخل فرو بریزد.

2. فروپاشی مسطح:

هنگامی که لوله حرارتی مسطح می شود، قالب متحرک به سمت پایین حرکت می کند و سطح صاف لوله حرارتی به طور مداوم پهن می شود و در نهایت به یک لوله حرارتی مسطح با ضخامت مشخص تبدیل می شود. پس از صاف کردن سرد، صفحه مسطح در امتداد جهت محوری لوله حرارتی حالت فروریختگی را نشان می دهد که به طور جدی بر عملکرد لوله حرارتی تأثیر می گذارد. فروپاشی می تواند منجر به کاهش سطح جریان بخار شود و حتی باعث شود صفحات صاف بالا و پایین با هم تماس پیدا کنند و ساختار خالی هسته مکش لوله حرارتی را به طور جدی تحت تاثیر قرار دهد. ادبیات تنش را در طول فرآیند صاف کردن لوله‌های دایره‌ای تحلیل می‌کند و پیشنهاد می‌کند که تنش متمرکز به تنش توزیع شده، از تنش میانی به تنش دو طرف تغییر کند، که می‌تواند به طور موثر مشکل فروپاشی مسطح را حل کند.

3. تقعر سطح:

پس از عملیات صاف کردن، حفره های موضعی بر روی سطح لوله حرارتی وجود خواهد داشت که باعث می شود لوله حرارتی محکم با منبع حرارتی قرار نگیرد و لایه ای از هوا بین لوله حرارتی و منبع گرما باقی بماند و مقاومت حرارتی رابط افزایش یابد. و کاهش راندمان انتقال حرارت لوله حرارتی. حفره‌های موضعی روی صفحه مسطح لوله حرارتی متخلخل به دلیل تغییر شکل پلاستیکی ناهموار ریزساختار ایجاد می‌شوند. در طول فرآیند تغییر شکل، دشواری باز کردن سیستم‌های لغزش بین دانه‌هایی با جهت‌گیری‌های مختلف متفاوت است و دانه‌های درشت که مستعد لغزش هستند دچار تغییر شکل می‌شوند که در نتیجه مورفولوژی حفره‌ای ماکروسکوپی ایجاد می‌شود.

برای انطباق با روند توسعه کوچک سازی و سبکی محصولات الکترونیکی، لوله های حرارتی باید شکل محصول را با توجه به ساختار فضایی داخلی تنظیم کنند. لوله حرارتی مسطح می تواند به خوبی با ساختار فضایی داخلی محصولات بسیار نازک و قابل حمل مانند تلفن های همراه سازگار شود. در مقایسه با قبل از مسطح کردن، ساختار هسته جذب مایع متخلخل داخل لوله حرارتی تا حدی آسیب دیده است و راندمان هدایت حرارتی لوله حرارتی متخلخل کاهش یافته است. در عین حال، ساختار لوله حرارتی مسطح می تواند منطقه تبادل حرارت را با منبع گرما افزایش دهد. اما غلبه بر مشکل اصلی لوله های حرارتی در طول فرآیند خمش و صاف کردن نیز بسیار مهم است.