لولههای حرارتی دستگاههای انتقال حرارت غیرفعال بسیار کارآمد هستند که از اصول تغییر فاز برای انتقال سریع انرژی حرارتی از منبع گرما به سینک حرارتی استفاده میکنند. بر خلاف هادی های فلزی جامد، که تنها بر رسانایی متکی هستند، لوله های حرارتی رسانایی گرمایی موثری را ارائه می دهند که می تواند از مس یا آلومینیوم با مرتبه های بزرگی فراتر رود.
مکانیسم اصلی
یک لوله حرارتی معمولی از یک ظرف مهر و موم شده شامل یک سیال در حال کار و یک ساختار فتیله مویرگی تشکیل شده است. این عملیات بر یک چرخه پیوسته متکی است:
تبخیر: در انتهای داغ، سیال گرما را جذب کرده و تبخیر می شود.
حمل و نقل: اختلاف فشار حاصل، بخار را به انتهای خنکتر هدایت میکند.
تراکم: بخار گرمای نهان را آزاد می کند و دوباره به مایع تبدیل می شود.
بازگشت: عمل مویرگی در فیتیله مایع را به انتهای داغ برمی گرداند.
کاربردهای صنعتی
لولههای حرارتی به دلیل قابلیتهای مدیریت حرارتی برتر، در بخشهای مختلف حیاتی هستند:
خنک کننده الکترونیکی: برای جلوگیری از گرمای بیش از حد در پردازنده ها، پردازنده های گرافیکی و نورپردازی LED پرقدرت استفاده می شود.
هوا فضا: برای حفظ تعادل حرارتی در ماهواره ها و فضاپیماها ضروری است.
بازیابی انرژی: در مبدل های حرارتی صنعتی برای بازیابی گرمای تلف شده استفاده می شود.
لوله های حرارتی با ارائه مقاومت حرارتی کم و عملکرد همدما، یک فناوری سنگ بنای مهندسی حرارتی مدرن هستند.