[Heat pipes] Waarom wel/geen alu?

[VROEM!]

Ik ben voor Nuna 3 een koeling met heat pipes aan het ontwikkelen en nu leek mij de meest geschikte materiaalkeus voor de pijpen aluminium.

Nu kom ik voor de gebruikte materialen diverse dingen tegen, waaronder koper, staal en nog wat andere, maar nergens alu.

Weet iemand hier waarom dat is?
Volgens mij zou het best praktisch moeten zijn namelijk
-Goedkoper dan koper
-Lichter
-Best ok te buigen
-etc.
Het is alleen mogelijk wel lastiger af te dichten, maar we kunnen hier eventueel wel alu lassen, dus dat loopt wel los. Lijmen zou ook prima moeten gaan lijkt me.

[Verwijderd]

Koper geleid de warmte wel beter...

Maar hoe ga jij die dingen afvullen? Lijkt me niet iets wat je gewoon thuis kan doen?

[Verwijderd]

Aluminium geeft de warmte beter aan de lucht af dan koper. Dat zie je bijvoorbeeld terug in de Zalman 7000 series; de aluminium varianten worden niet veel warmer/kouder dan hun koperen maatjes.

[Verwijderd]

Alu geleid slechter dan koper, dit zijn gegevens:

Alu: 0.027 Ohm per mm2 per meter
Koper: 0.017 Ohm per mm2 per meter

Dus het scheelt wel flink, maar erg groots is het verschil niet, vooral niet als je een korte pijp maakt.

[kippy]

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 16:22:
Alu geleid slechter dan koper, dit zijn gegevens:

Alu: 0.027 Ohm per mm2 per meter
Koper: 0.017 Ohm per mm2 per meter

Dus het scheelt wel flink, maar erg groots is het verschil niet, vooral niet als je een korte pijp maakt.

grapjas, dat stroom geleiding

het gaat hier over warmte geleiding, maar dan nog geleid koper beter dan alu

[Verwijderd]

Het geeft je in ieder geval wel een indicatie wat betreft de geleiding. Warmte is licht, en licht komt door stroom

[DP Kunst]

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 16:39:
Het geeft je in ieder geval wel een indicatie wat betreft de geleiding. Warmte is licht, en licht komt door stroom

juist jah

uit de Binas:
zilver: 429 W m^-1K^-1
koper: 390 W m^-1K^-1
goud: 318 W m^-1K^-1
aluminium: 237 W m^-1K^-1

dit zijn de 4 beste, de rest zit allemaal onder de 200 W m^-1K^-1

[iets]

390 * 0.017 = 6.63
237 * 0.027 = 6.40

Het is dus wel een indicatie.

Alleen staat alu de energie sneller af aan de omgeving waardoor het verschil voor koelen niet zo groot is.

[DP Kunst]

de stroomgeleiding heeft met warmtegeleiding helemaal niets te maken. stroom geleiding gaat met elektronen en waarmtegeleiding is gewoon hoe snel de atomen bewegen...

[VROEM!]

In het project gaan bakken met geld om, de middelen om zo'n buisje af te vullen zullen dus wel geregeld kunnen worden lijkt me Bovendien zal het vullen niet erg veel complexer zijn dan met een koperbuisje, toch?

Verder: De warmtegeleiding wordt voor het grootste deel natuurlijk door het koelmedium in de buis gedaan en niet door de buis zelf. De voornaamste functie van de buis is het opnemen van warmte aan de warmte kant en dat afgeven aan het medium. Aan de koude kant moet de warmte van het medium snel afgegeven worden aan de omgeving.

Dit is dus juist iets waar aluminium sterk in is ten opzichte van koper. Als de buis lekker dunwandig is lijkt alu me eigenlijk dus behoorlijk in het voordeel.

[PilatuS]

Ik heb er niet veel verstand van hoor, maar waarom gebruikt bijna iedere fabrikant koper voor de heatpipes en geen alluminium als dat toch beter zou zijn

Het lijkt mij dat koper toch een voordeel heeft, wat dat dan precies is weet ik ook niet maar het zal vast wel zo zijn.

[lemming_nl]

VROEM! schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:36:
In het project gaan bakken met geld om, de middelen om zo'n buisje af te vullen zullen dus wel geregeld kunnen worden lijkt me Bovendien zal het vullen niet erg veel complexer zijn dan met een koperbuisje, toch?

Verder: De warmtegeleiding wordt voor het grootste deel natuurlijk door het koelmedium in de buis gedaan en niet door de buis zelf. De voornaamste functie van de buis is het opnemen van warmte aan de warmte kant en dat afgeven aan het medium. Aan de koude kant moet de warmte van het medium snel afgegeven worden aan de omgeving.

Dit is dus juist iets waar aluminium sterk in is ten opzichte van koper. Als de buis lekker dunwandig is lijkt alu me eigenlijk dus behoorlijk in het voordeel.

Nee, alu is waardeloos voor dit soort toepassingen. Je hebt een extreem klein contact oppervlak met die buisjes (tenzij je ze zig zag door koelblok gaat leggen maar dat zal de werking van heatpipe niet ten goede komen) Het verschil tussen koper en alu komt dan al heel snel tevoorschijn omdat koper gewoon veel beter geleid. Meeste heatpipes hebben trouwens een buitenkant van goud om corrosie tegen te gaan.

Ik weet trouwens niet waar het spul binnenin de heatpipe van gemaakt is maar je hebt kans dat dat bijvoorbeeld een reactie aan gaat met alu. Voor de prijs hoef je het echt niet te laten omdat er vrij weinig koper in een heatpipe gaat. Je kan de prijs van je product dan best een cent omhoog doen voor die betere koel prestaties.

Koper is trouwens ook makkelijker te gieten en ik neem aan dat heatpipes gegoten worden. Gewicht hoef je het niet voor te laten. Het echte koelblok neemt het grootste gedeelte van het gewicht voor zijn rekening.

Enne, waarom moet jij het ontwerpen? Zo te merken heb je niet echt veel ervaring met materialen of het ontwerpen van dergelijke constucties?

[ Voor 25% gewijzigd door lemming_nl op 25-06-2005 17:47 ]

[VROEM!]

lemming_nl schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:43:
Nee, alu is waardeloos voor dit soort toepassingen. Je hebt een extreem klein contact oppervlak met die buisjes (tenzij je ze zig zag door koelblok gaat leggen maar dat zal de werking van heatpipe niet ten goede komen) Het verschil tussen koper en alu komt dan al heel snel tevoorschijn omdat koper gewoon veel beter geleid. Meeste heatpipes hebben trouwens een buitenkant van goud om corrosie tegen te gaan.

Waarom zou het kontakt oppervlak klein zijn? Als je het buisje netjes in een blok bevestigt met wat koelprut ertussen zou het oppervlak toch vrij groot moeten zijn lijkt me.

Ik weet trouwens niet waar het spul binnenin de heatpipe van gemaakt is maar je hebt kans dat dat bijvoorbeeld een reactie aan gaat met alu. Voor de prijs hoef je het echt niet te laten omdat er vrij weinig koper in een heatpipe gaat. Je kan de prijs van je product dan best een cent omhoog doen voor die betere koel prestaties.

Ik weet niet of je het hier over vulmiddel of bekleding hebt, dus ik ga maar even in op beide:

Het vulmiddel is meestal gedemineraliseerd water voor zover ik weet. Bij water gaat namelijk behoorlijk veel warmte in de fase overgang zitten en dat is wat je zoekt. Bovendien is het lekker goedkoop.

Je kunt een heat pipe bouwen zonder bekleding binnen in de pijp. Die moet dan wel zo gebouwd zijn dat het water makkelijk van de condensor kant naar de verdamper kant kan lopen. De pijpen die ik wil gaan bouwen zijn zeker zo gemaakt en staan bijna rechtop.

Koper is trouwens ook makkelijker te gieten en ik neem aan dat heatpipes gegoten worden. Gewicht hoef je het niet voor te laten. Het echte koelblok neemt het grootste gedeelte van het gewicht voor zijn rekening.

Enne, waarom moet jij het ontwerpen? Zo te merken heb je niet echt veel ervaring met materialen of het ontwerpen van dergelijke constucties?

Oeioeioei, linke uitspraak Ik heb Nuna 2 mede gebouwd en daar zat behoorlijk wat alu in. Warmte wisselaars en dergelijke heb ik niet gebouwd, maar ik heb al zeker het een en ander geklust

Volgens mij worden heat pipes geextrudeerd. Buizen gieten is kutwerk, al helemaal als je lange gebogen buizen wil. De "wick" om water door middel van capillaire druk omhoog te kunnen laten lopen trek je er achteraf volgens mij in.

Ik moet het ontwerpen in het kader van een vakje dat ik nog moet afronden. Daarmee heb ik het nuttige met het aangename verenigd zeg maar. Ik ben me op het moment dus aan het verdiepen in de theorie en praktijk van die heat pipes en alu lijkt gewoon compleet te ontbreken in die wereld zonder dat er een duidelijke reden voor gegeven wordt.
Als echte academicus word ik daar natuurlijk nieuwsgierig van, vandaar dat ik die vraag hier stel

[ Voor 29% gewijzigd door VROEM! op 25-06-2005 17:54 ]

[Epsilon]

lemming_nl schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:43:
[...]


Nee, alu is waardeloos voor dit soort toepassingen. Je hebt een extreem klein contact oppervlak met die buisjes (tenzij je ze zig zag door koelblok gaat leggen maar dat zal de werking van heatpipe niet ten goede komen) Het verschil tussen koper en alu komt dan al heel snel tevoorschijn omdat koper gewoon veel beter geleid. Meeste heatpipes hebben trouwens een buitenkant van goud om corrosie tegen te gaan.

Onzin, er hoeft geen warmtespreiding voor te komen omdat je de heatpipe klemt op het blok. De overgang is dusdanig dun dat je daar nooit een groot verschil zal meten (denk aan hondersten graden).

[/quote]

Ik weet trouwens niet waar het spul binnenin de heatpipe van gemaakt is maar je hebt kans dat dat bijvoorbeeld een reactie aan gaat met alu. Voor de prijs hoef je het echt niet te laten omdat er vrij weinig koper in een heatpipe gaat. Je kan de prijs van je product dan best een cent omhoog doen voor die betere koel prestaties.
[/quote]
Water of een ander gas zit binnen in, dat condenseerd en verdampt bij de bruikbare temperatuur. Reageren zal het dna ook niet doen. Enige reactie die wel mogelijk is, is bij het gebruik van amoniak gas als koelmiddel. Dat is na water het beste koelmiddel door de enorme verdampingswarmte (De N-H bruggen hebben grote krachten zoals O-H bruggen).

Koper is trouwens ook makkelijker te gieten en ik neem aan dat heatpipes gegoten worden. Gewicht hoef je het niet voor te laten. Het echte koelblok neemt het grootste gedeelte van het gewicht voor zijn rekening.

Heatpipes zijn kleine buisjes, dat komt op een rol van X km lang en wordt echt niet gegoten als klare heatpipes.

[ Voor 5% gewijzigd door Epsilon op 25-06-2005 17:53 ]

[lemming_nl]

VROEM! schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:49:
[...]

Waarom zou het kontakt oppervlak klein zijn? Als je het buisje netjes in een blok bevestigt met wat koelprut ertussen zou het oppervlak toch vrij groot moeten zijn lijkt me.

Er zit toch maar een klein stukje van de heatpipe in het blok? Dan heb je dus maar een paar vierkante cm aan oppervlakte om de warmte over te geven aan het heatpipe en dan aan het water. Ik zou trouwens ook even kijken of je misschien de heatpipe in het koelblok vast kan gieten ofzo omdat koelpasta verschrikkelijk slecht warmte geleid.

Epsilon schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:52:
[...]

Heatpipes zijn kleine buisjes, dat komt op een rol van X km lang en wordt echt niet gegoten als klare heatpipes.

In dat geval is het verschil tussen alu en koper voor fabricage al helemaal te verwaarlozen lijkt mij.

[ Voor 22% gewijzigd door lemming_nl op 25-06-2005 17:56 ]

[VROEM!]

lemming_nl schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 17:54:
[...]

Er zit toch maar een klein stukje van de heatpipe in het blok? Dan heb je dus maar een paar vierkante cm aan oppervlakte om de warmte over te geven aan het heatpipe en dan aan het water. Ik zou trouwens ook even kijken of je misschien de heatpipe in het koelblok vast kan gieten ofzo omdat koelpasta verschrikkelijk slecht warmte geleid.
[...]

Gieten zal niet makkelijk gaan, maar misschien dat er achteraf nog materiaal tussen gesmolten kan worden. Ik zal er in ieder geval eens naar kijken.

In dat geval is het verschil tussen alu en koper voor fabricage al helemaal te verwaarlozen lijkt mij.

Voor fabricage wel, maar gewicht is nogal een hot issue in die auto, dus als het met alu goed kan dan gebeurt het met alu. De buizen worden ook niet bepaald kort trouwens. Een cm of 30 is zo gemaakt.

[VROEM!]

Ik heb net een e-mail van mijn docent trouwens, hij zei dat demi water behoorlijk agressief is en erg veel hobby heeft aan het eten van aluminium
Maar hij stelde tegelijkertijd voor om te zoeken naar een goed additief voor het water om dit tegen te gaan. Ik ga hier toch maar even naar door zoeken dus

[PilatuS]

Water-wetter, dit spul gebruik ik ook in mijn PC, het gaat algen en corrosie tegen en zorgt er gelijk ook voor dat de temps een graad of 3 lager liggen dan zonder dat spul.

[VROEM!]

Welke fabrikanten maken dat?
Ik zat zelf eventueel te denken aan koelvloeistof voor auto's/motoren.

Het is bij beide echter de vraag hoe ze met kokend water omgaan...
Het water kookt wel bij 50 graden, maar toch.

[PilatuS]

De fabrikant van Water-Wetter is Red Line, dit spul is te krijgen bij o.a. OC-shop

En volgens mij kookt water pas bij 100 graden niet bij 50

[VROEM!]

PilatuS schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:27:
De fabrikant van Water-Wetter is Red Line, dit spul is te krijgen bij o.a. OC-shop

En volgens mij kookt water pas bij 100 graden niet bij 50

Als je de druk genoeg verlaagt kookt het zelfs al bij 5 graden hoor

Bij 1 bar is het inderdaad 100 graden.

[HeepH]

PilatuS schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:27:
De fabrikant van Water-Wetter is Red Line, dit spul is te krijgen bij o.a. OC-shop

En volgens mij kookt water pas bij 100 graden niet bij 50

waarschijnlijk bedoelt hij onder lage druk...

edit : hoi vroem

[ Voor 5% gewijzigd door HeepH op 25-06-2005 18:33 ]

[Verwijderd]

waarom met koelpasta als je het kan braseren/solderen? Pak gewoon een flinke blok koper, boor gaten erin even groot als de pipes, dan solderen met een brander of braseren.
Hoe ga je touwens dat water laten koken? Trek je de buis(buisjes) vacuum ofzo?

[ Voor 19% gewijzigd door Verwijderd op 25-06-2005 18:35 ]

[Verwijderd]

Als je echt veel middelen en geld hebt ga je een koelblok met heat-pipes ineen frezen Dan heb je 0.0 contact verlies omdat alles uit 1 en hetzelfde blok komt

[Verwijderd]

Ik wel jou wel eens een heat pipe zien frezen

[GoldenSample]

HeefStan schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:33:
[...]


waarschijnlijk bedoelt hij onder lage druk...

edit : hoi vroem

tja, de naam vroem is snel dus hij zelf ook

maar ik denk toch dat heatpipe constructies door fabrikanten niet voor niets van koper zijn, des ondanks ben ik heel erg benieuwd naar het resultaat

[PilatuS]

offtopic:
HeefStan, heb je misschien intresse in een 6800LE stock cooler ? of moet het perse een GT zijn ?

Ik heb iig nog een stock 6800LE liggen

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:42:
Ik wel jou wel eens een heat pipe zien frezen

Ik kan het niet, maar omdat het hol moet zijn gaat het waarschijnlijk ook niet lukken (of de heatpipe moet helemaal recht zijn, dan kun je het uitboren). Maar je kunt toch ook een massieve heatpipe of gaat dat niet? * heb verder geen ervaring met een heatpipe systeem

[lemming_nl]

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 19:30:
[...]

Ik kan het niet, maar omdat het hol moet zijn gaat het waarschijnlijk ook niet lukken (of de heatpipe moet helemaal recht zijn, dan kun je het uitboren). Maar je kunt toch ook een massieve heatpipe of gaat dat niet? * heb verder geen ervaring met een heatpipe systeem

Een heatpipe werkt door een vloeistof te laten verdampen. Boven een bepaalde temp (hangt van druk en materiaal af) zal de vloeistof verdampen. Verdampen kost veel energie dus zal de heatpipe onderaan kouder worden. Het gas stijgt dan op en doordat het bovenaan koeler is zal hij daar weer terug gaan naar zijn vloeibare vorm en de warmte afstaan aan het koelblok bovenaan de heatpipe.

Massieve heatpipe werkt op zich wel maar dan moet het temperatuur verschil tussen bijde uiteinden heeeeel erg groot zijn wil het werken.

[ Voor 9% gewijzigd door lemming_nl op 25-06-2005 19:34 ]

[VROEM!]

HeefStan schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:33:
[...]
waarschijnlijk bedoelt hij onder lage druk...
edit : hoi vroem

Hoi Ken ik je ergens van? Je naam komt me bekend voor.
Het wordt inderdaad onder lage druk gedaan

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 19:30:
[...]

Ik kan het niet, maar omdat het hol moet zijn gaat het waarschijnlijk ook niet lukken (of de heatpipe moet helemaal recht zijn, dan kun je het uitboren). Maar je kunt toch ook een massieve heatpipe of gaat dat niet? * heb verder geen ervaring met een heatpipe systeem

Het hele heat pipe idee is juist een holle pijp met een vloeistof erin die gaat koken aan de warme kant en condenseert aan de koude kant.

Ik heb hier een boek waar een hoofdstuk over die dingen gaat. Ze hebben het zelfs over heat pipes waarbij ze metaal laten koken (lithium) bij 1400K en dat het gasvormige lithium met geluidssnelheid door die buizen gaat

GoldenSample schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 19:09:
[...]


tja, de naam vroem is snel dus hij zelf ook

maar ik denk toch dat heatpipe constructies door fabrikanten niet voor niets van koper zijn, des ondanks ben ik heel erg benieuwd naar het resultaat

Hehe, streel mijn ego

De buisjes voor fabrikanten zijn idd niet voor niets van koper, maar aan de andere kant bouwen zij buizen voor stilstaande toepassingen en moeten ze massa produceren. Deze toepassing is voor een lichtgewicht auto en eigenlijk alleen een prototype. Dat brengt hele andere eisen met zich mee.
Ik kan me hoogstens voorstellen dat ze in de ruimtevaart wat meer experimenteren met andere metalen.

-Which reminds me...ik heb wat kontakten bij de ESA, ik zal die eens aanboren om te kijken hoe zij het doen

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 18:33:
waarom met koelpasta als je het kan braseren/solderen? Pak gewoon een flinke blok koper, boor gaten erin even groot als de pipes, dan solderen met een brander of braseren.
Hoe ga je touwens dat water laten koken? Trek je de buis(buisjes) vacuum ofzo?

Solderen kan voor zover ik weet niet met alu, maar dat moet ik nog even opzoeken. Met koper kan het uiteraard wel, maar ik wil als het even kan volledig zonder koper werken.
Wat voor bewerking is braseren trouwens?

Oh ja, vacuum trekken doe je door de buis eerst helemaal heet te maken, dan af te dichten en vervolgens af te laten koelen. Als de temperatuur daalt gaat de druk vanzelf mee omlaag

[ Voor 8% gewijzigd door VROEM! op 25-06-2005 20:17 ]

[Verwijderd]

braseren wordt ook wel hard solderen genoemd, met een brander op gas en zuurstof het metaal warm stoken totdat het door koper- of zilverstaven aan elkaar smelt. Aluminium doe je met een tig maar dat is geen beginners werk.

Verwijderd schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 22:33:
braseren wordt ook wel hard solderen genoemd, met een brander op gas en zuurstof het metaal warm stoken totdat het door koper- of zilverstaven aan elkaar smelt. Gaat met aluminium ook maar dat is geen beginners werk.

Was ik ook al aant het denken, ben nu zeker

[ Voor 50% gewijzigd door Verwijderd op 25-06-2005 22:39 ]

[Verwijderd]

Voor de mensen die wat meer info willen:
Braseren (met google vind je nog meer)
TIG-lassen

[Verwijderd]

VROEM! schreef op zaterdag 25 juni 2005 @ 20:13:
Solderen kan voor zover ik weet niet met alu, maar dat moet ik nog even opzoeken. Met koper kan het uiteraard wel, maar ik wil als het even kan volledig zonder koper werken.
Wat voor bewerking is braseren trouwens?

Oh ja, vacuum trekken doe je door de buis eerst helemaal heet te maken, dan af te dichten en vervolgens af te laten koelen. Als de temperatuur daalt gaat de druk vanzelf mee omlaag

alu kan je theoretisch wel solderen maar is erg moeilijk. Ik heb zowel speciaal soldeer als speciale flux voor aluminium maar het is me tot nu toe niet gelukt om een kwaliteits soldeer te maken. Dun aluminium smelt vaak zelfs voordat het soldeer zelf smelt

[VROEM!]

Hey unknown_road, ik kan denk ik wel koper frezen trouwens. Niet op korte termijn, maar ik heb het wel eens gedaan

Het resultaat was wel ietsje beter dan dat koelblokje wat jij in je sig hebt staan....

[ Voor 34% gewijzigd door VROEM! op 26-06-2005 12:25 ]