Isı Borusu Nedir? (heat pipes)

 

Isı borusu son derece yüksek termal iletkenliğine sahip bir ısı transferi aletidir. Bir ısı borusunun sıcak yüzü termal olarak iletken yüzeye temas ettiğinde yüzeyden alınan ısı ile içindeki kimyasal sıvı buharlaşarak ısıyı soğuk uca taşır. Kısaca ısı borusu fizik yasaları sonucu olarak ısının yer değiştirmesi, pasif ısı pompaları olarak tanımlanabilir. 

 

Alüminyum, bakır, grafit ve elmas gibi katı iletkenler 250 W/m•K ile 1,500 W/m•K arasında ısıl iletkenliğe sahipken, ısı boruları 5,000 W / m•K 200000 W / m•K aralığında etkin ısıl iletkenliğe sahiptir.

Isı Borusu Nasıl Çalışır? 

 

Isı borusu bir bölgeden başka bir bölgeye buharlaşma ve yoğunlaşma faz değişimini kullanarak ısıyı transfer eder. Boş bir metal borunun içi ısıyı taşıyacak kimyasal sıvı ile doldurulur, buharlaşma ve yoğunlaşma olaylarından faydalanarak sonsuz döngü halinde ısıyı bir bölgeden başka bir bölgeye taşır. Vakumlu bir sızdırmaz iletkenden ibarettir. Tipik bir ısı borusu temel 3 bölümden oluşur buharlaştırıcı kısım (ısı girişi/ kaynak), ısının taşındığı kısım ve yoğunlaştırma kısmı (ısı çıkışı/ output).

Isı Borusu'nda Ne Tür Sıvılar Kullanılır?

 

Isı borularında kullanılan sıvılar çok düşük sıcaklıklar için Helyum ve Azot, yüksek sıcaklıklar için ise Sodyum ve Potasyum olarak değişiklik gösterebilir. Ancak elektronikteki soğutma amaçlı kullanım alanına bakılırsa yaygın olarak amonyak, su, aseton ve metanol kullanılır. Kullanım yerlerine göre kullanılacak sıvı çeşidi 20-25'e kadar çıkmaktadır.

Isı Boruları Kullanım Alanları ve Özellikleri Nelerdir?

 

Isı boruları ısı transferi uygulamalarında çok geniş kullanım alanına sahiptir. Başlıca kullanım alanları elektronik cihazlar, izotermal fırın astarları ve uzay uygulamalarında gereken ısı transferleri gibidir.

 

► Maksimum basınç: 40 bar

► Sıcaklık aralığı: -270 ° C ve 2000° C 

► Elektronik cihazlardan ısı atılması, yollar için buzlanma önleyici, güneş kollektörleri, ısı geri kazanım sistemleri gibi uygulama alanları mevcuttur.

► Düşük basınçta büyük hacimli gazlar arasındaki ısı alışverişi için idealdir.

 

Isı Pompası'nın Başlıca Çeşitleri Nelerdir?

 

► Gaz odacıklı düz ısı boruları: Isı akış dönüşümü ve yüzeyleri izotermalize etmek için kullanılırlar.

 

► İletkenliği değiştirilebilen ısı boruları (VCHP): Güce veya soğutucuya göre ısı borusunun etkin ısıl iletkenliği değiştirilebilir.

 

► Basınç kontrollü ısı borusu (PCHP): Sıcaklığın kontrol etmek için basınç kullanılır.

 

► Diyot ısı borusu: İleri yönde yüksek termal iletkenliğe, geri yönde düşük termal iletkenliğe sahiptir.

 

► Döngüsel ısı borusu (LHP): Daha uzun mesafelere daha yüksek güç aktarma özelliğine sahiptir.

 

Isı Pompası Güvenilir mi?

 

Isı borusunda hareketli herhangi bir parça bulunmadığından oldukça güvenilirdir. Bakım gerektirmemesi uzay uygulamalarında yaygın olarak kullanılmasının en büyük sebeplerinden biridir. Isı borularındaki olası arızanın ana nedeni içinde gaz oluşmasıdır. Bu problemde uygun temizlik ve montaj işlemeleri ile tamamen elimine edilebilmektedir.

 

Kaynaklar

https://www.elektrikport.com/makale-detay/isi-borusu-nedir-nasil-calisir/16874#ad-image-0