تولیدکنندگان سالهاست که در سیستم های خنک کننده رایانه ای و سایر کاربردها از مس و آلومینیوم استفاده می کنند. اما گاهی اوقات ترکیب این مواد معدنی به دلیل خواص عناصر آنها عملکرد کاملی ندارد.
به نظر می رسد که محققان دانشگاه در سوئد راه حل جدیدی برای این مشکل پیدا کرده اند. بر اساس این تحقیق ، آنها حداقل در تئوری نتیجه گرفتند که استفاده از لوله های حرارتی گرافن و ترکیب آنها با الیاف کربن می تواند عملکرد خنک کننده ها را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
به نظر می رسد لوله های حرارتی ساخته شده از گرافن بسیار بهتر از لوله های مسی کار می کنند. طبق آزمایشات دانشمندان ، یک لوله حرارتی به طول 150 میلی متر و قطر خارجی 6 میلی متر ، انتقال حرارت تقریباً سه برابر بهتر از یک لوله مسی داشته است.
تخمین زده می شود که در دسامبر سال 2020 هر گرم گرافن حدود 100 دلار هزینه دارد. اگر قیمت هر گرم مس 0.0079 دلار باشد. وزن گرافن بسیار کم است بنابراین شما برای لوله های حرارتی به مقدار زیادی از آن احتیاج ندارید.
با این حال ، این می تواند یک گزینه بسیار گران قیمت برای بسیاری از برنامه های کاربردی باشد. لوله های حرارتی مبتنی بر گرافن برای خنک کننده های رایانه ای که دارای یک هیت سینک مسی فوق العاده بزرگ یا طرفداران خنک کننده زیادی هستند ، واقعاً مناسب هستند.
اما استفاده از آنها در شرایطی مانند صنعت خودرو و الکترونیک توجیه اقتصادی ندارد. جالب اینجاست که دانشمندان می گویند از لوله های گرافن می توان با مخازن معمولی و فن استفاده کرد.
لوله های حرارتی گرافن یک گزینه عالی اما گران قیمت برای لوله های مسی هستند
در رایانه ها ، قسمت کندانسور معمولاً به هیت سینک مجهز است ، بنابراین عملکرد و کارایی لوله های گرمایی بسیار به عملکرد و کارایی خنک کننده بستگی دارد. اما برنامه هایی وجود دارد که نمی توان از هیت سینک استفاده کرد.
عملکرد این کولرها به نحوه اتصال لوله های گرمایی به یکدیگر بستگی دارد. در این موارد ، رسانایی گرمایی مواد لوله گرمایی بسیار مهم است.
رسانایی گرمایی مس در فشار اتمسفر و 20 درجه سانتیگراد حدود 400 وات بر متر کلوین است ، اما با دما متفاوت است. در همین حال ، هدایت حرارتی گرافن از 3000 تا 5000 وات در کلوین در دمای اتاق است.
لوله های حرارتی اساساً وسایل ساده ای هستند. این لوله ها اغلب از مس و آلومینیوم ساخته می شوند و از آب یا یک ترکیب مبتنی بر آمونیاک پر می شوند. سپس تخلیه و کاملا بسته می شود.
نقطه انتهایی یک لوله گرمایی به عنوان قسمت گرم شناخته می شود و دمای نقطه دیگر این لوله ها کمتر از نقاط دیگر است. وقتی دمای کارکرد مایعات بسیار زیاد باشد ، به بخار تبدیل می شود و به سرعت به قسمت سرد لوله گرمایی منتقل می شود.
وقتی گاز حاصل خنک می شود ، دوباره مایع می شود و به قسمت گرم برمی گردد و این چرخه تقریبا بی نهایت ادامه می یابد.
استفاده از فیلم گرافن بر روی لوله گرما رسانایی گرمایی را افزایش می دهد در نتیجه کارایی و عملکرد سیستم خنک کننده بسیار بهبود می یابد. از فیبر کربن همچنین می توان برای سفت شدن داخل لوله های گرمایش استفاده کرد.
