تصفح الكمية:0 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2025-04-09 المنشأ:محرر الموقع
في عالم اليوم من الإلكترونيات المتناقضة باستمرار ، والمعالجات القوية ، والعمليات الصناعية المكثفة للطاقة ، فإن إدارة الحرارة أكثر أهمية من أي وقت مضى. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى انخفاض الأداء ، وعمر أقصر ، وحتى فشل كارثي. أدخل أنبوب الحرارة : جهاز سلبي بسيط للغاية ولكنه فعال بشكل لا يصدق قادر على نقل كميات كبيرة من الحرارة مع الحد الأدنى من انخفاض درجة الحرارة. على عكس الموصلات الصلبة مثل النحاس أو الألومنيوم الذي يعتمد فقط على التوصيل ، فإن أنابيب الحرارة تستفيد من قوة نقل الحرارة ثنائية الطور-تبخر وتكثيف سائل العمل-لتحقيق أوامر الموصلات الحرارية ذات الحجم الأعلى.
هذا الدليل يغوص في عالم تكنولوجيا أنابيب الحرارة. سنستكشف مبدأ العمل الأساسي ، ونشرف الأنواع المختلفة المصممة لتحديات محددة - من تبريد الرقائق الصغيرة إلى إدارة الحرارة في المركبة الفضائية - مناقشة المواد المعنية ، وتسليط الضوء على التطبيقات الرئيسية ، وتقديم رؤى في اختيار أنبوب الحرارة المناسب لاحتياجاتك.
في جوهره ، يكون أنبوب الحرارة القياسي (المعروف أيضًا باسم أنبوب حرارة التوصيل الثابت أو CCHP) هو نظام مغلق يحتوي على كمية صغيرة من سائل العمل تحت فراغ. تشغيلها عبارة عن دورة مستمرة أنيقة مدفوعة بحتة عن طريق الاختلافات في درجة الحرارة:
عناصر:
مغلف/حاوية مغلقة: أنبوب محكم الفراغ ، مصنوع عادة من النحاس لتبريد الإلكترونيات بسبب الموصلية الحرارية العالية والتوافق مع الماء.
سائل العمل: سائل (مثل الماء منزوع الأيونات) تم اختياره للتبخير في درجة حرارة التشغيل المطلوبة. الفراغ يقلل من نقطة غليان السائل بشكل كبير.
هيكل الفتيل: مادة مسامية تصطف الجدران الداخلية (على سبيل المثال ، مسحوق النحاس الملبد ، الأخاديد ، شبكة). يعمل هذا الهيكل مثل الإسفنج ، باستخدام العمل الشعري لنقل السائل السائل.
الدورة الحرارية:
التبخر: الحرارة المطبقة على نهاية واحدة ( قسم المبخر ) تسبب سائل العمل داخل الفتيل لامتصاص الحرارة والتبخير (الغليان).
نقل البخار: يسافر البخار الناتج ، الذي يحمل الحرارة الممتصة (مثل الحرارة الكامنة للتبخير) ، إلى أسفل قلب المركز المجوف للأنبوب باتجاه الطرف البارد بسبب اختلاف الضغط الناتج عن تغيير الطور. هذه الحركة سريعة للغاية وتحدث مع الحد الأدنى من انخفاض درجة الحرارة. قد يوجد قسم اختياري adiabatic بين النهايات الساخنة والباردة حيث لا يحدث نقل حرارة كبير.
التكثيف: في الطرف البارد ( قسم المكثف ) ، يتلامس البخار مع السطح البارد ، ويصدر حرارته الكامنة إلى بالوعة الحرارية (على سبيل المثال ، زعانف التبريد) ، ويتكثف مرة أخرى إلى سائل.
العائد السائل: يتم امتصاص السائل المكثف بواسطة هيكل الفتيل ، والذي بعد ذلك بشكل سلبي 'مضخات ' مرة أخرى إلى قسم المبخر عبر الإجراء الشعري ، جاهز لتكرار الدورة.
تتيح هذه الدورة السلبية المستمرة للأنبوب الحراري أن يكون بمثابة موصل حراري ، 'تحريك الحرارة بكفاءة من مصدر إلى آخر مع اختلاف في درجة الحرارة القليلة على طول طوله.
في حين أن المبدأ الأساسي لا يزال متشابهًا ، فقد تطورت تقنية أنابيب الحرارة إلى أشكال متخصصة مختلفة لمواجهة التحديات الحرارية المتنوعة. تحسن التصميمات المختلفة لعوامل مثل الحمل الحراري والاتجاه ومسافة النقل والتحكم في درجة الحرارة والهندسة. دعنا نستكشف أهم الأنواع:
الوصف: النوع الأكثر شيوعًا والأساسي ، يعمل كما هو موضح أعلاه. يعتمدون على الإجراء الشعري لهيكل الفتيل لإعادة السائل إلى المبخر ، مما يسمح لهم بالعمل في اتجاهات مختلفة ، على الرغم من أن الأداء يمكن أن يختلف.
الميزات الرئيسية: الموصلية الحرارية عالية الفعالة ، التكلفة المنخفضة نسبيًا ، مجموعة واسعة من الأحجام المتاحة. الأداء ضد الجاذبية يعتمد على الفتيل.
فتيل مشترك:
المسحوق المعدني الملبد: يوفر أعلى ضغط شعري ، ممتاز للعمل ضد الجاذبية أو في التوجهات الصعبة.
Grooved: الأخاديد المحورية التي تم تصنيعها في الجدار الداخلي توفر أداءً جيداً وموثوقية.
شبكة/شاشة: طبقات من الشبكات المعدنية توفر حركة شعرية ؛ غالبًا ما يكون التكلفة المنخفضة ومرنة ولكن عادةً ما يكون لها ضغط شعري أقل من الفتيل الملبد.
الاستخدامات: في كل مكان في تبريد الإلكترونيات - وحدات المعالجة المركزية ، وحدات معالجة الرسومات ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والخوادم ، وإضاءة LED ، وأجهزة الألعاب ، وإلكترونيات الطاقة.
الوصف: أنابيب الحرارة المسطحة أو المستوية بشكل أساسي مصممة بشكل أساسي لنشر الحرارة بكفاءة عبر سطح بدلاً من نقلها خطيًا على مسافة.
الميزات الرئيسية: ممتازة في تقليل 'النقاط الساخنة ' عن طريق إنشاء سطح متساوي الحرارة للغاية ، مثالي للتفاعل مع مصادر/أحواض حرارة متعددة أو كبيرة ، يمكن أن تكون رقيقة للغاية. متوفرة في التصميمات التقليدية المكونة من قطعتين (غالبًا ما تكون أكثر سمكًا وأداء أعلى) وتصميمات منخفضة التكلفة (التي تم تشكيلها من أنبوب واحد ، يمكن أن تسمح ببعض الانحناء) .
الاستخدامات: تبريد وحدات المعالجة المركزية عالية الأداء ووحدة معالجة الرسومات ، وحدات الطاقة عالية الكثافة ، والخوادم ، وأجهزة الألعاب المتقدمة ، ومصفوفات LED ، وتحسين كفاءة قاعدة الحرارة الحرارية.
الوصف: نوع من أنابيب الحرارة التي تعتمد بشكل أساسي على الجاذبية لإعادة السائل المكثف إلى قسم المبخر. غالبًا ما يكون لديهم هياكل مبسطة أو بدون فتيل (على سبيل المثال ، فقط جدران داخلية ناعمة أو مزدهرة).
الميزات الرئيسية: يمكن نقل الأحمال الحرارية العالية للغاية ، قادرة على العمل على مسافات طويلة للغاية (عشرات الأمتار) ، وبناء بسيط وقوي. يعتمد بشكل حاسم على الاتجاه: يجب أن يكون المبخر يقع أسفل المكثف لعودة الجاذبية إلى العمل.
الاستخدامات: أنظمة استرداد الحرارة الصناعية واسعة النطاق ، وإزالة الرطوبة HVAC واستعادة الطاقة ، وسخانات المياه الحرارية الشمسية ، وتطبيقات الطاقة الحرارية الأرضية ، في أي مكان يتم ضمان مساعدة الجاذبية.
الوصف: مصمم للحفاظ على درجة حرارة المبخر ثابتة نسبيًا حتى عندما تتقلب حمل الحرارة أو درجة حرارة بالوعة الحرارة. إنهم يحققون ذلك من خلال دمج خزان وكمية تقاس بدقة من الغاز غير القابل للتكيف (NCG ، مثل النيتروجين أو الأرجون).
الميزات الرئيسية: يتراكم NCG في نهاية المكثف ، مما يشكل قابسًا غازًا يمنع جزءًا من منطقة المكثف بشكل فعال. مع تغير الظروف ، يتوسع هذا المكونات الغازية أو تقلصها ، مع ضبط منطقة رفض الحرارة النشطة لتحقيق الاستقرار في درجة حرارة المبخر.
الاستخدامات: حاسمة للمراقبة الحرارية للمركبة الفضائية حيث تختلف درجات الحرارة الخارجية بشكل كبير ، وتستقر درجات الحرارة للأدوات البصرية أو الإلكترونية الحساسة ، والمعدات المختبرية التي تتطلب نقاط درجة حرارة دقيقة.
الوصف: أنظمة متقدمة على مرحلتين مصممة لنقل الأحمال الحرارية العالية على مسافات طويلة (عدة أمتار) وربما ضد الجاذبية. إنها تتميز بخطوط نقل سائلة وبخار منفصلة وتستخدم بنية الفتيل الشعرية عالية الأداء (تعمل كمضخة) فقط داخل المبخر.
الميزات الرئيسية: سعة النقل الحراري الممتازة على مسافات طويلة ، وإمكانيات التوجيه المرنة لخطوط النقل ، والقدرة على العمل ضد الجاذبية. CPLS و LHPs لها اختلافات في التصميم الدقيقة ولكن مبادئ التشغيل المماثلة ؛ فهي عمومًا أكثر تعقيدًا ومكلفة من الأنابيب الحرارية القياسية.
الاستخدامات: التحكم الحراري في الطيران والفضاء ، وتطالب التطبيقات الأرضية التي تحتاج إلى نقل حراري لمسافات طويلة مستقلة عن الاتجاه (على سبيل المثال ، تبريد الأنظمة الموزعة الكبيرة).
الوصف: نوع أحدث نسبيًا يتكون من أنبوب شعري متعرج (أو قنوات متوازية) مملوءة جزئيًا باستخدام سائل العمل ، عادةً بدون بنية فتيل. يؤدي إدخال الحرارة إلى تكوين فقاعات البخار وتوسيعها وانهيارها ، مما يؤدي إلى التذبذبات والنبضات من الرخويات السائلة ومقابس البخار التي تنقل الحرارة بشكل فعال.
الميزات الرئيسية: البناء البسيط (يحتمل أن تكون بدون فتيل) ، يمكن أن يعمل ضد الجاذبية بسبب الآلية التذبذبية ، وديناميات السوائل الداخلية المعقدة ، وربما التكلفة المنخفضة.
الاستخدامات: تبريد الإلكترونيات (خاصةً عندما يكون المساحة ضيقة وأداء مضاد للجاذبية) ، حلول الإدارة الحرارية المدمجة.
الوصف: تم تصميمه للسماح بتدفق حرارة كبير في اتجاه واحد (إلى الأمام) ولكن تدفق الحرارة المنخفض للغاية في الاتجاه المعاكس (عكس) ، ويتصرف مثل الصمام الثنائي أو المفتاح الحراري.
الميزات الرئيسية: تحققت من خلال آليات مختلفة مثل الفخاخ السائلة (منع عودة السائل إذا تم تسخينها من النهاية الخاطئة) أو مصائد البخار.
الاستخدامات: منع تدفق الحرارة العكسي (على سبيل المثال ، حماية المكونات الحساسة من مصادر الحرارة الخارجية عند إيقاف التشغيل) ، والإدارة الحرارية لمركبة الفضاء لعزل المقاطع ، وتطبيقات التحكم الحراري المتخصصة.
الوصف: مصمم خصيصًا لتبريد الآلات الدوارة. يستخدمون قوة الطرد المركزي ، الناتج عن الدوران نفسه ، لدفع السائل المكثف إلى قسم المبخر الموجود في المحيط.
الميزات الرئيسية: يمكن أن يكون لها جدران مدببة داخليًا (أوسع في المكثف) أو هياكل فتيل محددة مصممة للعمل مع قوى الدوران.
الاستخدامات: مهاوي المحرك الكهربائية التبريد ، والمكونات الدوارة في الآلات الصناعية ، ومفاصل RF RF عالية التردد في الاتصالات السلكية واللاسلكية.
أنابيب الحرارة المرنة: استخدم الخوار أو أقسام الأنابيب المرنة للسماح بالتوجيه حول العقبات.
أنابيب الحرارة الصغيرة والميكرية: إصدارات محددة للتبريد مكونات أو مسافات صغيرة جدًا (على سبيل المثال ، في الأجهزة المحمولة المدمجة).
أنابيب الحرارة المبردة: استخدم سوائل العمل مثل النيتروجين أو النيون لنقل الحرارة في درجات حرارة منخفضة للغاية (أقل من -150 درجة مئوية).
يعد اختيار المواد أمرًا ضروريًا لأداء أنبوب الحرارة ونطاق درجة حرارة التشغيل وطول العمر. تشمل الاعتبارات الرئيسية الموصلية الحرارية ، وتوافق السوائل ، والقوة ، والوزن ، والتكلفة.
مواد الظرف:
النحاس: الأكثر شيوعًا للتبريد الإلكترونيات (عادةً مع الماء) ؛ الموصلية الحرارية الممتازة ، تشكل بسهولة ، توافق جيد.
الألومنيوم: وزن أخف وزنا ، وغالبًا ما يستخدم مع الأمونيا لتطبيقات المركبة الفضائية.
الفولاذ المقاوم للصدأ: يستخدم لدرجات حرارة أعلى أو مع سوائل عمل محددة (مثل المعادن القلوية أو بعض السوائل العضوية) حيث لا يتوافق النحاس أو الألومنيوم.
هيكل الفتيل:
مسحوق المعدن الملبد: يوفر ضغطًا كبيرًا من الشعيرات الدموية لعملية مضادة للجاذبية ولكن قد يكون له نفاذية أقل (مقاومة للتدفق).
الأخاديد: توفر ضغطًا أقل من الشعيرات الدموية ولكن أعلى نفاذية ، توازن جيد للعديد من التطبيقات.
شبكة الشاشة/الألياف: مرنة ، يمكن أن تتوافق مع الأشكال ، وغالبًا ما تختلف التكلفة المنخفضة ، والأداء الشعري مع حجم الشبكة والطبقات.
(يؤثر اختيار الفتيل بشكل كبير على قدرة أنبوب الحرارة على العمل ضد الجاذبية وحد أقصى قدرة نقل الحرارة (QMAX)).
سائل العمل: العامل الأكثر أهمية في تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل. يجب أن يكون للسائل ضغط بخار مناسب وخصائص ديناميكية حرارية داخل نافذة درجة الحرارة المستهدفة. التوافق مع المظروف والمواد الفتيل أمر بالغ الأهمية لمنع التآكل أو توليد الغاز.
سائل العمل | مظروف نموذجي/فتيل | تقريبا. نطاق التشغيل (درجة مئوية) | التطبيقات المشتركة |
ماء | نحاس | +20 إلى +150 (حتى 300 درجة حرارة عالية) | الإلكترونيات ، الغرض العام |
الميثانول | النحاس ، غير القابل للصدأ | +10 إلى +130 | إلكترونيات مؤقتة منخفضة ، بدء التشغيل |
الإيثانول | النحاس ، غير القابل للصدأ | 0 إلى +130 | على غرار الميثانول |
الأمونيا | الألومنيوم ، المقاوم للصدأ | -60 إلى +100 | المركبة الفضائية ، درجة حرارة منخفضة |
الأسيتون | نحاس | 0 إلى +120 | درجة حرارة معتدلة |
المبردات | النحاس ، الألومنيوم | يختلف (-40 إلى +80 نموذجي) | HVAC ، التبريد |
النفثالين | الفولاذ المقاوم للصدأ | +200 إلى +400 | ارتفاع درجة الحرارة |
الصوديوم ، البوتاسيوم | غير القابل للصدأ ، superalloys | +500 إلى +1000+ | درجة حرارة عالية جدا ، معايرة |
النيتروجين ، النيون | الفولاذ المقاوم للصدأ | <-150 (مبردة) | التبريد المبرد |
أدت كفاءة وتنوع أنابيب الحرارة إلى تبنيها عبر العديد من المجالات:
تبريد الإلكترونيات (التطبيق المهيمن): أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، أجهزة الكمبيوتر المكتبية (مبردات وحدة المعالجة المركزية/GPU) ، الخوادم ، مراكز البيانات ، بطاقات الرسومات ، إضاءة LED ، لوحات الألعاب ، لوازم الطاقة. لماذا؟ التشغيل السلبي ، الكفاءة العالية في المساحات المدمجة ، القدرة على تحريك الحرارة من مصادر محصورة إلى أحواض الحرارة الأكبر.
الفضاء والمركبة الفضائية: التحكم الحراري للأقمار الصناعية ، وإلكترونيات التبريد والأدوات في الفراغ ، وإدارة الأحمال الشمسية المختلفة. لماذا؟ موثوقية عالية ، التشغيل السلبي (لا حاجة إلى الطاقة) ، خيارات خفيفة الوزن (الألومنيوم/الأمونيا) ، VCHPs لاستقرار درجة الحرارة.
العمليات الصناعية: أنظمة استرداد الحرارة (على سبيل المثال ، التقاط حرارة النفايات من مداخن العادم) ، قوالب التبريد في حقن البلاستيك ، والتحكم في درجة الحرارة في العمليات الكيميائية ، وتبريد إلكترونيات الطاقة الكبيرة. لماذا؟ المتانة ، معالجة الطاقة العالية (وخاصة thermosiphons) ، الموثوقية.
أنظمة HVAC: تعزيز إزالة الرطوبة في مكيفات الهواء (أنابيب الحرارة الملتوية قبل الهواء الواردة والهواء المنتهية المنتهية الساحلية) ، أجهزة التهوية لاستعادة الطاقة. لماذا؟ نقل الطاقة الفعال يحسن كفاءة النظام بشكل عام.
الطاقة المتجددة: نقل الحرارة من ألواح جامع الطاقة الشمسية إلى خزانات تخزين المياه. لماذا؟ نقل الحرارة الفعال من نقطة إلى نقطة ، وغالبًا ما يستخدم مبادئ thermosiphon.
الأجهزة الطبية: تنظيم درجة الحرارة في المعدات التشخيصية وأنظمة الاحترار/التبريد للمريض. لماذا؟ الموثوقية ، إمكانيات الدقة للتحكم في درجة الحرارة.
معايرة درجة الحرارة: توفر أنابيب الحرارة عالية درجة الحرارة باستخدام المعادن القلوية مناطق درجة حرارة مستقرة وموحدة للغاية لأجهزة الاستشعار المعايرة.
يتضمن اختيار أنبوب الحرارة الأمثل النظر في عوامل التفاعل المتعددة:
ما هو نطاق درجة حرارة التشغيل؟ هذا يحدد في المقام الأول سائل العمل المطلوب ، وبالتالي ، مواد المظروف/الفتيل المتوافقة.
ما مقدار الحرارة (س) التي يجب نقلها؟ هذا يؤثر على القطر المطلوب وطول ونوع أنابيب الحرارة (حد QMAX أو نقل الحرارة). النظر في كل من المتوسط وذروة الأحمال الحرارية.
ما هي كثافة تدفق الحرارة؟ قد تتطلب تركيزات الحرارة العالية في المبخر هياكل فتيل معينة (مثل الملبد) أو غرف البخار لتجنب حدود الغليان.
ما هي مسافة النقل؟ إلى أي مدى تحتاج الحرارة إلى الانتقال من مصدر إلى آخر؟ المسافات الأطول قد تفضل الأنابيب القياسية ، LHPs ، أو thermosiphons.
ما هو التوجه بالنسبة للجاذبية؟ هل سيعمل أنبوب الحرارة أفقياً ، رأسياً مع مصدر الحرارة أدناه (بمساعدة الجاذبية) ، أو رأسياً مع مصدر الحرارة أعلاه (مضاد للجاذبية)؟ هذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة إلى thermosiphons ويؤثر بشدة على اختيار الفتيل للأنابيب القياسية.
ما هي القيود الهندسية؟ هل هناك حدود على القطر أو الطول أو الشكل؟ هل يحتاج الأنبوب إلى ثني أو تسطيح؟ (ملاحظة: الانحناء والتسطيح بشكل عام يقلل من QMAX).
ما هي العوامل البيئية؟ هل سيواجه النظام اهتزازات أو صدمة أو درجات حرارة متجمدة محتملة (تتطلب سوائل محددة أو اعتبارات بدء التشغيل)؟
ما هي ميزانية التكلفة؟ تعتبر CCHPs القياسية و thermosiphons أقل تكلفة من غرف البخار ، VCHPs ، أو LHPs/CPLs.
إن الإجابة على هذه الأسئلة ستوجهك نحو أنسب نوع أنابيب الحرارة والحجم والسوائل والفتيل لتحدي الإدارة الحرارية المحددة.
تستمر تكنولوجيا أنابيب الحرارة في التطور ، مدفوعة بمتطلبات التبريد أنظمة أكثر قوة وضغوطًا:
التصغير: تطوير غرف بخار فائقة الرقيقة (<1 مم) وأنابيب الحرارة الصغيرة للأجهزة المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء والإلكترونيات المعبأة بإحكام.
تدفق الحرارة الأعلى: تحسين هياكل الفتيل والتصاميم للتعامل مع كثافات الطاقة المتزايدة للمعالجات الحديثة والليزر وإلكترونيات الطاقة.
المواد المتقدمة: البحث في سوائل عمل جديدة ، ومواد الفتيل (على سبيل المثال ، المركبات ، الرسوم البيانية المسامية) ، ومواد الظرف لنطاقات درجات الحرارة الأوسع أو الأداء المحسن.
التكامل: دمج أنابيب الحرارة مباشرة في عبوة المكونات أو هياكل النظام (على سبيل المثال ، الهيكل).
تطبيقات جديدة: الاستخدام المتزايد في الإدارة الحرارية للبطارية الكهربائية ، وأماكن تبريد مركز البيانات المتقدمة ، وطاقة الطاقة الشمسية المركزة.
التحكم المحسّن: التحسينات في تقنية VCHP للتنظيم الحراري السلبي الأكثر دقة.
من الهاتف الذكي الموجود في جيبك إلى الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض ، فإن أنابيب الحرارة هي أبطال من التكنولوجيا الحديثة. إن قدرتهم على نقل الحرارة بشكل سلبي وكفاءة وموثوقة باستخدام المبدأ الأنيق لتدفق ثنائي الطور يجعلها أداة لا غنى عنها للمهندسين الحراريين. مع وجود مجموعة متنوعة من الأنواع المتاحة - كل منها محسّن لظروف محددة - والابتكار المستمر الذي يدفع قدراتها بشكل أكبر ، ستبقى أنابيب الحرارة بلا شك حجر الزاوية في الإدارة الحرارية الفعالة لسنوات قادمة.
ج: نعم ، بالتأكيد. على الرغم من أن النحاس الصلب هو موصل جيد ، إلا أن الموصلية الحرارية لأنبوب الحرارة الفعالة يمكن أن تكون أعلى من 100 إلى 1000 مرة على طولها. هذا لأنه يتحرك الحرارة من خلال تغيير الطور السريع (التبخير/التكثيف) لسائل العمل الخاص به ، وليس فقط الاهتزاز الذري البطيء (التوصيل).
ج: رقم أنابيب الحرارة هي أجهزة سلبية بالكامل. ليس لديهم أجزاء متحركة ولا تتطلب أي قوة خارجية للعمل - يتم تشغيل دورة نقل الحرارة فقط عن طريق اختلاف درجة الحرارة بين المبخر والمكثف. إذا تم تصنيعها بشكل صحيح بمواد متوافقة وختم مثالي ، فإنها تتمتع بعمر طويل للغاية وخالي من الصيانة.
ج: لا ، توجيه الأمور. يعتمد Thermosiphons بشكل صارم على الجاذبية والعمل فقط إذا كان المبخر أقل من المكثف. يعتمد أداء أنابيب الحرارة القياسية ضد الجاذبية اعتمادًا كبيرًا على القوة الشعرية في ويك-حيث توفر الفتات الملبدة أفضل أداء لمكافحة الجاذبية ، في حين أن الفتات المثيرة أو الشبكية أقل فعالية عند العمل ضد الجاذبية. تعمل غرف البخار بشكل عام بشكل جيد في أي اتجاه بسبب هيكل الفتيل القوي.
ج: يمكن أن تحد العديد من الظواهر الفيزيائية من سعة النقل الحراري لأنبوب الحرارة (QMAX):
الحد الشعري: لا يمكن أن يضخ الفتيل السائل مرة أخرى إلى المبخر بسرعة كافية لتجديد ما يتم غليانه.
حد الغليان: تدفق الحرارة في المبخر مرتفع لدرجة أن الفقاعات تتشكل وتمنع تدفق السائل داخل الفتيل.
حد البخار (الحد الصوتي): يصل تدفق البخار إلى سرعة الصوت ، ويخنق المزيد من النقل.
الحد الأقصى للالتحاق: مقصات تدفق البخار عالية السرعة من السائل العائد في الفتيل ، مما يعيق تدفق العودة.
ج: يقدم الانحناء عمومًا انخفاضًا طفيفًا في QMAX بسبب زيادة طول مسار التدفق والتعطيل المحتمل للتدفق. يؤثر تسطيح أنبوب الحرارة المستدير بشكل كبير على الأداء ، خاصة إذا تم القيام به بشكل مفرط ، لأنه يضغط الفتيل ويقلل من المساحة المستعرضة المتاحة لكل من تدفق السائل والبخار ، مما يزيد من انخفاضات الضغط وربما يقلل من حدود الشعيرات الدموية والبخار. يوفر المصنعون عادةً عوامل مشتتة للأنابيب المنحنية أو المسطحة.