#054 - Heat Pipe
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O Heat Pipe é uma forma genial de transferir calor de forma rápida de um local para outro.
Escrito e desenvolvido por Léo Corradini
O grande mérito dele é ser centenas de vezes mais condutor de calor que o cobre.
É muito usado em notebooks e desktops, agora também em smartfones, para controlar o calor gerado pelos circuitos integrados.
Como ele faz isso de forma rápida?
Usando um líquido em seu interior.
Mas, como o líquido circula dentro de um espaço tão pequeno e até vencendo a gravidade?
Usando um fenômeno chamado capilaridade.
O que é capilaridade?
É um fenômeno que ocorre quando colocamos um líquido entre superfícies muito próximas.
Um líquido, nessas condições, tende a migrar pelas paredes vencendo a força da gravidade.
Podemos observar esse fenômeno, colocando a ponta de uma fita de papel toalha na água.
A água sobe pela fita.
Como o líquido retira o calor do ponto mais quente e leva para o ponto mais frio?
Mudando de estado físico, ou seja, de líquido para gasoso e vice-versa.
A mudança de estado é capaz de retirar grandes quantidades de calor usando pequenos volumes de líquido.
Dentro do Heat Pipe existem duas zonas distintas.
Uma região porosa, onde temos a capilaridade, pode ser uma esponja ou uma malha de cobre ou algo similar.
E uma região oca onde o vapor pode circular.
Aliás, o Heat Pipe, apesar do nome, pode ter vários formatos.
Assim, o líquido evapora na região mais quente e migra pelo espaço oco até a região mais fria e perde calor voltando a ser líquido.
Em seguida, por capilaridade, volta para a região mais quente refazendo o ciclo.
Então, para mudar de estado, o ponto de ebulição do líquido usado deve estar logo abaixo das temperaturas típicas da região quente, ou seja, do componente que desejamos manter a temperatura sob controle, certo? Que líquidos são esses?
São usadas várias substâncias, os fabricantes guardam suas fórmulas a sete chaves.
Mas, tipicamente para uso em PCs, podem ser usados o etanol, metanol, amônia, água ou a mistura dessas substâncias.
Lembrando que o uso dos Heat Pipes não se limitam apenas aos PCs, eles podem ser usados em outras áreas até mesmo em temperaturas muito mais altas.
Como é possível, por exemplo, usar a água que tem ponto de ebulição em 100°C num sistema que deve controlar a temperatura na faixa dos 60°C?
Basta mudar a pressão interna do Heat Pipe, a água ferve a 100°C na pressão de uma atmosfera, mas se baixarmos a pressão interna o ponto de ebulição será menor.
Assim, também podemos usar a amônia que entra em ebulição numa temperatura muito mais baixa do que 0°C.
Nesse caso, aumentamos a pressão interna e a amônia passará a ferver num valor mais alto.
Como podemos testar uma Heat Pipe ?
Basta colocar uma extremidade dentro de água gelada, a outra ponta deve esfriar rapidamente.
O Heat Pipe é ou não é uma invenção genial?
Veja também:
Comparativo de Interfaces Térmicas
https://potassio-40.blogspot.com/2019/01/comparativo-de-interfaces-termicas.html
O Heat Pipe é uma forma genial de transferir calor de forma rápida de um local para outro.
Escrito e desenvolvido por Léo Corradini
O grande mérito dele é ser centenas de vezes mais condutor de calor que o cobre.
É muito usado em notebooks e desktops, agora também em smartfones, para controlar o calor gerado pelos circuitos integrados.
Como ele faz isso de forma rápida?
Usando um líquido em seu interior.
Mas, como o líquido circula dentro de um espaço tão pequeno e até vencendo a gravidade?
Usando um fenômeno chamado capilaridade.
O que é capilaridade?
É um fenômeno que ocorre quando colocamos um líquido entre superfícies muito próximas.
Um líquido, nessas condições, tende a migrar pelas paredes vencendo a força da gravidade.
Podemos observar esse fenômeno, colocando a ponta de uma fita de papel toalha na água.
A água sobe pela fita.
Como o líquido retira o calor do ponto mais quente e leva para o ponto mais frio?
Mudando de estado físico, ou seja, de líquido para gasoso e vice-versa.
A mudança de estado é capaz de retirar grandes quantidades de calor usando pequenos volumes de líquido.
Dentro do Heat Pipe existem duas zonas distintas.
Uma região porosa, onde temos a capilaridade, pode ser uma esponja ou uma malha de cobre ou algo similar.
E uma região oca onde o vapor pode circular.
Aliás, o Heat Pipe, apesar do nome, pode ter vários formatos.
Assim, o líquido evapora na região mais quente e migra pelo espaço oco até a região mais fria e perde calor voltando a ser líquido.
Em seguida, por capilaridade, volta para a região mais quente refazendo o ciclo.
Então, para mudar de estado, o ponto de ebulição do líquido usado deve estar logo abaixo das temperaturas típicas da região quente, ou seja, do componente que desejamos manter a temperatura sob controle, certo? Que líquidos são esses?
Mas, tipicamente para uso em PCs, podem ser usados o etanol, metanol, amônia, água ou a mistura dessas substâncias.
Lembrando que o uso dos Heat Pipes não se limitam apenas aos PCs, eles podem ser usados em outras áreas até mesmo em temperaturas muito mais altas.
Como é possível, por exemplo, usar a água que tem ponto de ebulição em 100°C num sistema que deve controlar a temperatura na faixa dos 60°C?
Basta mudar a pressão interna do Heat Pipe, a água ferve a 100°C na pressão de uma atmosfera, mas se baixarmos a pressão interna o ponto de ebulição será menor.
Assim, também podemos usar a amônia que entra em ebulição numa temperatura muito mais baixa do que 0°C.
Nesse caso, aumentamos a pressão interna e a amônia passará a ferver num valor mais alto.
Como podemos testar uma Heat Pipe ?
Basta colocar uma extremidade dentro de água gelada, a outra ponta deve esfriar rapidamente.
O Heat Pipe é ou não é uma invenção genial?
Veja também:
Comparativo de Interfaces Térmicas
https://potassio-40.blogspot.com/2019/01/comparativo-de-interfaces-termicas.html
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