Термотрубка своими руками Все про металл

Тепловые трубы видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности изделий для отопления, принцип 1

Для наиболее эффективной передачи энергии от теплоносителя к потребителю применяют тепловые трубы. Они позволяют транспортировать разные виды теплоносителя с наименьшими потерями температуры. В данной статье мы подробней рассмотрим особенности этих устройств и область их применения.

Особенности тепловой трубы

Принцип действия

Принцип действия тепловых труб состоит в том, что передача энергии происходит за счет испарения и дальнейшей конденсации жидкости. Чтобы понять, как это происходит на практике, надо представить замкнутую емкость, выполненную из металла с хорошей теплопроводностью и заполненную некоторым количеством воды.

Процессы передачи тепла выглядят в ней следующим образом:

  • При нагреве одной части емкости, вода в ней превратится в пар.
  • Покидая жидкость, водяные пары попадают на охлажденную поверхность, в результате чего пар вновь переходит в жидкое состояние и стекает на прежнее место. При этом большое количество тепловой энергии отводится через стенки металлического резервуара.
  • Остывшая вода опять нагревается и процесс повторяется.

Такая конструкция называется термосифоном. Она хоть и не является тепловой трубкой, однако, принцип работы тот же.

Обратите внимание!
Термосифон может работать как положено только в том случае, если его зона конденсации расположена выше зоны испарения.
Это обеспечивает возвращение конденсата на место нагрева.

Тепловая труба Гровера

Простейшая конструкция тепловой трубы выглядит следующим образом:

Корпус Обязательно должен быть выполнен из материала, который хорошо проводит тепло. Кроме того, важным требованием к корпусу является его прочность, чтобы он мог обеспечить надежную герметичность.В качестве материала для него обычно используют всевозможные сплавы различных металлов, а также керамику или стекло для труб. От типа корпуса может зависеть цена изделия.
Рабочая среда Представляет собой жидкое вещество (теплоноситель), способное при рабочей температуре переходить в газообразное состояние.
Фитиль Твердый материал с порами, сквозь которые жидкость по капиллярам перемещается из одной части трубы в другую.

Вышеописанное устройство называют тепловой трубой Гровера. Этот ученый в 1963 году усовершенствовал конструкцию термосифона, в которой жидкость стекала самотеком. В тепловой трубе Гровера жидкость перемещается капиллярным способом.

Конструкция тепловой трубки Гровера

Чтобы данная система функционировала, к рабочей жидкости выдвигаются следующие требования:

  • Точка перехода «жидкость-пар» должна находиться в диапазоне температур, в котором работает устройство.
  • Жидкость не должна подвергаться температурному разложению.
  • Материал фитиля и корпус трубы должны смачиваться жидкостью.

В качестве рабочих жидкостей могут применяться различные вещества в жидкой фазе:

  • Аммиак;
  • Сжиженный гелий;
  • Ацетон;
  • Вода;
  • Ртуть;
  • Серебро;
  • Натрий.

Что касается фитиля, то, как уже было сказано выше, данный элемент обеспечивает перемещение жидкости под действием капиллярных сил. Основное требование к этому материалу – обеспечение равномерного движения рабочей жидкости по капиллярам.

На фото – тепловая трубка Гровера в разрезе

Чаще всего в качестве фитиля применяют:

  • Металлические сетки;
  • Металлические войлоки;
  • Металлические стеки;
  • Ткани саржевого плетения и пр.

На первый взгляд может показаться, что данное устройство довольно простое, однако, его технический расчет могут выполнить только специалисты. Дело в том, что для эффективной его работы необходимо правильно подобрать материал, его рабочие характеристики и размеры. Поэтому выполнить тепловые трубки своими руками вряд ли получится, а вот тепловой сифон можно сделать и самостоятельно.

Передача тепловой энергии в таких устройствах может осуществляться несколькими способами:

  • При помощи открытого огня;
  • При непосредственном контакте с нагретым веществом;
  • Электрическим током;
  • Инфракрасным излучением.

Обратите внимание!
Единственной величиной, лимитирующей тепловую мощность устройства, является тепловая стойкость его корпуса.

Надо сказать, что функции тепловых трубок Гровера довольно разнообразны, однако основной их задачей является передача тепловой энергии из одной части трубы в другую. Что касается температуры рабочей среды, то инструкция по их применению допускает диапазон от нуля градусов по Цельсию до тысяч градусов.

Схема устройства контурной трубы

Контурные тепловые трубки

С развитием технологий, тепловые трубы Гровера были усовершенствованы – на смену фитилю пришли специальные контурные трубки.

Достоинством такой конструкции является:

  • Надежность в работе;
  • Простота;
  • Более высокий уровень теплопередачи;
  • Хорошая адаптация к разным условиям эксплуатации;
  • Долговечность;
  • Рабочие характеристики сохраняются при любом пространственном положении, благодаря чему устанавливается такая тепловая труба своими руками без каких-либо сложностей.
Читайте также:  Как убрать ржавчину с хромированных деталей авто средства, инструкция

По сути, контуры являются такими же капиллярами, но обладают большими размерами. В результате их качеств относительно передачи тепла, трубки являются сверхпроводниками тепловой энергии.

Тепловые трубки в системе охлаждения ПК

Область применения современных тепловых труб

Сфера применения тепловых труб довольно обширна:

  • Передача тепла с минимальными затратами различным объектам и зданиям.
  • На основе тепловых трубок выполнены многие системы охлаждения, в том числе и холодильники.
  • Отвод тепла в различных устройствах микроэлектроники, в частности, тепловые трубы зачастую применяются в ПК.
  • Медицина.
  • Космическая промышленность.
  • Комплектация термостатов и прочих аналогичных по назначению устройств.
  • Строительство в условиях вечной мерзлоты.
  • В сельском хозяйстве, при обеспечении теплом парников и т.д.
  • Данное устройство является обязательной деталью тепловых выключателей и диодов.
  • Также может использоваться тепловая труба для отопления жилых и производственных помещений.

Применение тепловых трубок в энергетике

Надо сказать, что характеристики современных тепловых труб довольно впечатляющие:

Диапазон температур работы От 4 до 2300 К
Мощность теплопередачи До 20 кВт на квадратный сантиметр
Ресурс работы Более 20 тысяч часов.

Вот, пожалуй, все основные моменты, которые можно вкратце рассказать о тепловых трубах. (См. также статью Разводка труб отопления: особенности.)

Вывод

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме. Также отметим, что тепловые трубы получили широкое распространение в современном производстве, системах отопления и многих других отраслях. Это связано с конструктивными особенностями изделий, которые обеспечивают эффективную транспортировку рабочих жидкостей, с высоким коэффициентом полезного действия.

О переделке кулера для винчестера в кулер для процессора своими руками. Часть 2.

Эта заметка является продолжением статьи «О переделке кулера для винчестера в кулер для процессора». В той статье я рассказывал о своей попытке изготовления кулера для процессора без вентилятора. Охлаждаемый естественной конвекцией воздуха. Не секрет, что процессорный кулер является самым шумным компонентом компьютера. А о том, что шум неприятен и крайне вреден, для здоровья подавляющего большинства юзеров, говорить не приходится.

За основу кулера были взяты тепловые трубки, совершенно варварским методом добытые из изделия фирмы Zalman ZM-2HC2. Тепловая трубка это устройство, имеющее теплопроводность во много раз превышающею теплопроводность меди.

После неудачного испытания первой модели кулера. Было выяснено, что для правильной эксплуатации трубок их надо глубже погружать в теплосъемник. А для этого их необходимо разогнуть. В статье описывался простейший метод разгибания трубок. Но он имел ряд недостатков. Самый крупный и неприятный аспект этого метода заключался в большом проценте брака. Трубки часто переламывались.

Но прогресс не стоит на месте. И за прошедшее время моим единомышленником по «Modding, Cooling, Overclocking» — Mortis был разработан более прогрессивный и совершенный метод. Позволивший ему разогнуть все до одной трубки без досадных неудач. Для этого необходимо сделать небольшое приспособление. Приспособление состоит из отрезка алюминиевой трубки с толстыми стенками и внутренним отверстием такого диаметра, что бы тепловая трубка относительно плотно туда входила. А на торце трубки надфилем снять острую кромку на краю внутреннего отверстия и сделать небольшое закругление. Потом вставляем туда трубку и осторожно, потихоньку, постепенно, по частям разгибаем и продвигаем трубку внутрь инструмента.

Идем дальше. Ниже приведена фотография теплосъемника, который я использовал. Он состоит из двух медных пластин скрученных винтами и просверленными в них 4-х отверстий диаметра равного диаметру тепловых трубок.

И фотография рабочей модели кулера.

А это кулер в процессе тестирования 3DMark03.

Но, как выяснилось, главным недостатком второго варианта кулера являлась недостаточная площадь поверхности радиатора. Тепловые трубки прекрасно передавали тепло, а поверхности радиаторов не хватало для рассеивания тепла процессора AthlonXP Barton 2500+, работающего в штатном режиме. Существовала опасность перегрева процессора. Для нормальной работы без опасения перегрева приходилось уменьшать частоту процессора.

Конечно, для работы в Word и Интернет производительности хватало. Но было ненавистно ощущение привязанной к ноге гири. Машина способная на большее, «плетется» на пониженной скорости. Эта неприятная мысль никак не давала покоя. Дальше так продолжаться не могло. Я не выдержал, собрался и поехал в магазин «Робот», торгующий радиодеталями. У них я как-то видел широкий выбор радиаторов больших размеров по ценам, которые с огромной натяжкой можно назвать приемлемыми.

Читайте также:  Ошибка P0684 — Связь модуля управления свечами накаливания с PCM автомобиля – диапазонпроизводительн

Есть в городе, где я живу и радиорынок. И, казалось бы, где купить радиаторы, если не там? Но, к сожалению, там цены на эту продукцию, мягко говоря, завышены. У меня после знакомства с финансовыми претензиями продавцов, сложилось устойчивое впечатление — они полностью уверены, что их изделия из платины. Не найдя с ними общий язык я ушел, оставив их наедине со своими сокровищами, над златом чахнуть…

Из магазина я привез радиатор размером 200 на 300 мм и толщиной 25 мм и секонд-хенд компьютерный корпус. В нем я сразу, ножницами по металлу, вырезал несколько отверстий для установки радиатора и корзины для дисководов. Захотелось расположить корпус горизонтально.

Для такого расположения корпуса пришлось опять подгибать тепловые трубки.

Теперь радиатор относительно материнской платы будет расположен так.

К большому радиатору я «прижал» трубки радиатором от старой конструкции. Естественно, в качестве термоинтерфейса была применена теплопроводная паста КПТ-8. Для хорошего контакта трубок с радиаторами, последние стянуты между собой винтами с резьбой М4. Стянуты до небольшого расплющивания тепловых трубок. Безвентиляторный блок питания тоже перешел от старой конструкции. Конфигурация осталась прежней:

CPU — Barton 2500+

GP – Radeon 8500

И остальное, без чего невозможна работа системного блока.

Не буду утомлять уважаемых читателей подробностями сборки. Она прошла, что редко случается, без приключений. Собрал — включил и сразу в BIOS, температуру смотреть. А температура процессора была 32 градуса. Но потихоньку поднималась. Но это уже в штатном режиме.

Полученные цифры никакого перегрева не предвещали, поэтому я приступил к «прогреву» системы тестом 3DMark03.

После прогона теста в течении часа, проверил температуру процессора. Она оказалась 47 градусов, при комнатной 26( на улице весна, а отопление, естественно, выключат как только начнутся заморозки). Эта цифра не показалась мне большой.

Множитель на моем процессоре не заблокирован и поэтому я взял и «превратил» его из 2500+ в 2800+, без поднятия напряжения на ядре. И стал тестировать дальше. По прошествии еще часа температура процессора поднялась до 50.

Конечно, не Арктика, но и до перегрева далеко. С чувством глубокого удовлетворения можно констатировать – опыт прошел успешно. Система работает и не перегревается. Даже с небольшим разгоном.

Как устанавливается термоусадочная трубка своими руками

Изоляция соединения токопроводящих элементов – основное требование безопасной эксплуатации электроустановок. Изоляционных материалов и устройств сегодня используется немало, одна из разновидностей которых это термоусадочные трубки. Пользоваться ими достаточно просто, так что сегодня все чаще их используются в процессе электрической разводки в квартирах и домах. И все же вопрос, как правильно устанавливается термоусадочная трубка своими руками, волнует многих потребителей.

Инструменты для установки изоляции

Для того чтобы термоусадка выполнила свое назначение, ее предварительно необходимо нагреть больше +120С. Она размякнет и станет эластичной. При остывании она начнет уменьшаться в размерах, плотно облегая стык, к примеру, двух соединяемых проводов. Это на все сто процентов гарантированная изоляция.

Значит, основной инструмент в этом процессе будет любой прибор, который нагреет изоляционный материал. Если разговор идет о профессиональных инструментах, то их несколько:

  • газовая горелка (пропан-бутан), главное, чтобы пламя огня было желтого цвета;
  • специальные пистолеты теплового действия;
  • строительные фены (в их комплект входит несколько насадок, с помощью которых можно регулировать мощность теплового потока).

Если разговор идет о домашнем проведении процесса изоляции, да к тому же своими руками, то можно воспользоваться спичками, зажигалкой, можно опустить термоусадочную трубку в кипяток. Здесь важно не перегреть материал, чтобы он не сгорел и не стал хрупким.

Процесс установки термоусадки своими руками

Итак, будем теперь отвечать на вопрос, как пользоваться термоусадочной трубкой? В первую очередь подготавливаются элементы, которые подлежат изоляции. Пусть это будут два конца электрического провода.

  1. Их необходимо очистить от пластиковой оболочки.
  2. С помощью растворителя обезжирить провода, используя тряпочку.
  3. Если внутренняя изоляция кабеля сделана из поливинилхлорида, то ее необходимо удалить наждачной бумагой мелкой зернистости.
  4. Если изоляция – это полиэтилен, то его можно удалить пламенем от зажигалки.
Читайте также:  Сроки оплаты штрафов за парковку период погашения, установленный законодательством, через сколько ме

Как выбрать и приготовить термоусадку

Существует строгое правило, которое гласит, что термоусадочная изоляция должна по диаметру быть меньше, чем изолированные ею концы проводов, соединенных в скрутке. И эта разница не должна быть больше 20%, но только после усадки материала. То есть, надевается трубка на соединение свободно, а после остывания и усадки уменьшается минимум на 20%.

При выборе изоляционного материала необходимо в первую очередь обращать внимание на коэффициент усадки. Стандартный показатель основного количества изделий равен соотношению 2:1. То есть, уменьшение в размерах происходит в два раза. Правда, встречаются изделия и с более высоким коэффициентом.

Перед тем, как проводить основной процесс, саму термоусадочную трубку необходимо своими руками нагреть до половины необходимой температуры, то есть, до 50-60С. Особенно это актуально для такого изделия, как трубка большого диаметра.

Процесс усадки

Так как мы обговариваем процесс изоляции соединения концов двух проводов, то сначала трубка термоусадочная надевается на один из проводов, производится скрутка двух концов, затем изоляционное изделие смешается на сам стык. Все остальное по нижеследующей схеме:

  1. Если используется, к примеру, для нагрева специальный пистолет, то нужно установить на нем температурный режим в диапазоне 120-200С. Если вами используется трубка, китайского производства, то специалисты рекомендуют снизить температурный режим до 70-110С.
  2. Начинать нагрев, а соответственно усадку, надо с середины стыка. Прогревания нужно обязательно проводить по кругу равномерно, так чтобы центральная часть изделия плотно прижалась к металлическому стыку двух проводов.
  3. Далее, производится попеременно нагрев двух концевых частей трубки, начиная от середины, двигаясь к концу.
  4. Оставляется стык для охлаждения.

Важно! Нельзя допускать перегрева местного значения, вот почему так важно нагревать изоляцию равномерно. После остывания поверхность термоусадочной трубки должна быть гладкой.

Некоторые модели изнутри покрываются клеевым составом. Так вот в процессе нагрева клей будет обязательно выходить наружу, это не снизит качество изоляции.

Как правильно выбрать термоусадку

Этот вопрос на самом деле достаточно серьезный. В его основе лежит размер трубки и коэффициент усадки. Поэтому, покупая набор термоусадочных трубок, необходимо обращать внимание на эти два показателя.

Для того чтобы вы поняли, о чем идет речь, несколько примеров.

  • На трубке или на ее упаковке могут быть нанесены вот такие символы: 10/5 или 10 мм/5 мм. Первое число – это реальный диаметр изделия, второе – диаметр после усадки. Европейские трубки обозначаются в дюймах. Кстати, одна из самых известных тонкостенных моделей носит название «PBF».
  • Есть другое обозначение: 10/2:1. То есть, диаметр трубки равен 10 мм, а ее коэффициент усадки равен соотношению 2:1.

Выше уже упоминалось о трубках, в которых применяется клеевой состав. Так вот именно в них коэффициент усадки не имеет стандартного показателя. Он может варьироваться в пределах от 2,8:1 до 4:1.

Если разговор вести о форме термоусадок, то здесь три варианта:

  • круглые;
  • овальные;
  • плоские.

В настоящее время производители стараются предложить трубки разного цвета, чтобы с их помощью соединять провода таких же расцветок. Делается это для удобства эксплуатации и обслуживания электрических сетей и установок. Кстати, трубки (отечественные и pbf) желто-зеленого цвета для заземляющих контуров также выпускаются. Сегодня на трынке появились и прозрачные термоусадочные трубки. Они выполняют все те же функции, как и цветные аналоги. Но есть у них и одно преимущество. Заключается оно в том, что внутрь трубки можно уложить маркировку, которую сквозь нее хорошо видно.

Поставка термоусадочной изоляции малого диаметра (pbf и отечественных тонкостенных) производится в бухтах, куда помещается от 10 до 100 м изоляции. Трубки с клеевым составом продаются в нарезке длиною или 1 м, или 1,22 м. Толстостенные изделия также продаются в нарезке, а не в бухтах.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector