ท่อความร้อน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ท่อความร้อน ท่อความร้อน (Heat pipe)[1] คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนจากจุดหนึ่งไปยังจุดหนึ่ง โดยอาศัยหลักการถ่ายเทความร้อน (Heat transfer) ของเปลี่ยนแปลงสถานะของสารทำงาน (Working Fluid) ที่อยู่ภายในท่อโดยความแตกต่างของอุณหภูมิ และไม่อาศัยพลังงานจากภายนอก กล่าวคือท่อความร้อนสามารถทำงานได้ด้วยตัวของมันเอง ท่อความร้อนถูกประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์ระบายความร้อน(Heat sink) เช่น ใช้เป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนในเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือจะใช้เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน(Heat exchanger) ก็ได้เช่นกัน

ลักษณะโดยทั่วไปของท่อความร้อน[แก้]

ท่อความร้อนโดยทั่วไปตัวท่อ (Wall) ทำจากโลหะ เช่น ทองแดง อะลูมิเนียม สแตนเลส เป็นต้น ภายในมีวัสดุพรุน (Wick) ทำจากโลหะเช่นเดียวกัน ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นตาข่าย หรือเป็นช่อง (Grooved) และยังมีสารทำงานบรรจุอยู่ภายใน เช่น น้ำ แอมโมเนีย โซเดียม เป็นต้น นอกจากนี้ท่อความร้อนมีลักษณะสำคัญอีกอย่างคือภายในเป็นสุญญากาศ (Vacuum)


ส่วนประกอบของท่อความร้อนและลักษณะการทำงาน[แก้]

ท่อความร้อนประกอบไปด้วย 3 ส่วนหลักคือ ส่วนทำระเหย (Evaporator section) ส่วนกันความร้อน (Adiabatic section) และส่วนควบแน่น (Condenser section) ลักษณะการทำงานของท่อความร้อนคือท่อความร้อนจะรับเอาความร้อนจากภายนอกที่ส่วนทำระเหยถ่ายเทให้กับสารทำงาน เป็นผลให้สารทำงานเดือดกลายเป็นไอและไหลไปยังส่วนกันความร้อน จากส่วนกันความร้อนสารทำงานจะเคลื่อนที่ต่อไปยังส่วนควบแน่น ที่ส่วนควบแน่นสารทำงานในท่อความร้อนจะระบายความร้อนออกไปสู่ภายนอกผ่านผิวท่อ และควบแน่นกลับไปเป็นของเหลว และไหลวนกลับไปยังส่วนทำระเหยผ่านทางวัสดุพรุนเพื่อรับความร้อนอีกครั้ง

สภาวะของท่อความร้อน[แก้]

สภาวะของท่อความร้อน (Heat pipe state) ประกอบไปด้วย 2 สภาวะใหญ่ๆคือ สภาวะคงที่ (Steady-state) และ สภาวะไม่คงที่ (Unsteady-state or Transient) ดังนี้

  • สภาวะคงที่

สภาวะคงที่ของท่อความร้อนคือ อุณหภูมิของท่อความร้อน (ที่ตำแหน่งต่างๆ) ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา กล่าวคือท่อความร้อนมีการทำงานอย่างสม่ำเสมอ ความร้อนที่ระบายออก มีค่าเท่ากับความร้อนที่ให้เข้าไปในท่อความร้อน หรือมีการถ่ายเทความร้อนคงที่ตลอดเวลา เป็นสภาวะทั่วๆไปของท่อความร้อน

  • สภาวะไม่คงที่

สภาวะไม่คงที่ของท่อความร้อนคือ อุณหภูมิของท่อความร้อน (ที่ตำแหน่งต่างๆ) เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา เกิดการถ่ายเทความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ ความร้อนที่เข้าและออกจากท่อความร้อนไม่เท่ากัน ส่วนใหญ่พบเมื่อท่อความร้อนอยู่ในกระบวนการเริ่มทำงาน (Start-up process)

  1. Silverstein, Calvin C. (1992) “Design and technology of heat pipes for cooling and heat exchange”. United States of America, Taylor and Francis, 1992. ISBN 0-89116-859-1.