• 關(guān)鍵詞： 熱管 散熱
• 摘要：?熱管（heat pipe），是利用蒸發(fā)制冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導(dǎo)。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。內(nèi)部是被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w，這種液體沸點(diǎn)低，容易揮發(fā)。

熱管（heat pipe），是利用蒸發(fā)制冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導(dǎo)。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。內(nèi)部是被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w，這種液體沸點(diǎn)低，容易揮發(fā)。

熱管工作原理

在加熱熱管的蒸發(fā)段，管芯內(nèi)的工作液體受熱蒸發(fā)，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發(fā)潛熱，蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段，凝結(jié)成液體，同時(shí)放出潛熱，在毛細(xì)力的作用下，液體回流到蒸發(fā)段。這樣，就完成了一個(gè)閉合循環(huán)，從而將大量的熱量從加熱段傳到散熱段。

當(dāng)加熱段在下，冷卻段在上，熱管呈豎直放置時(shí)，工作液體的回流靠重力足可滿(mǎn)足，無(wú)須毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管芯，這種不具有多孔體管芯的熱管被稱(chēng)為熱虹吸管。熱虹吸管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程上廣泛應(yīng)用。

熱管工作原理

復(fù)合超導(dǎo)平板熱管產(chǎn)品參數(shù)

相變傳熱元件技術(shù)特點(diǎn)：

1、遠(yuǎn)端散熱（利用HP高效傳熱）

2、提升翅片熱交換效率

3、降低散熱器熱阻（銅或鋁散熱器的熱阻只能達(dá)到0.04℃/W。熱管散熱器可達(dá)到0.01℃/W。）

4、減少散熱器體積和重量

5、散熱器結(jié)構(gòu)更靈活

6、有效提升自然對(duì)流熱交換效率

利用工質(zhì)的相變潛熱傳輸熱量二大優(yōu)點(diǎn)：

1.高的傳熱效率（潛熱>>顯熱）

1KG水的汽化熱（潛熱）=6 KG水從0oC加熱到100oC所需的熱量（顯熱）

2.低的傳熱溫差（理論上ΔT → 0）（均溫性）

常用大功率器件_3D復(fù)合相變風(fēng)冷散熱器

圖 6 相變散熱器面積—溫升—熱交換系數(shù)曲線(xiàn)圖相變翅片長(zhǎng)度一般在（160～280mm)性?xún)r(jià)比最佳

圖 7 相變散熱器面積—溫升—熱交換系數(shù)曲線(xiàn)圖相變翅片厚度度一般在（100～250mm)性?xún)r(jià)比最佳

圖 8

圖9 相變散熱器流速—Tc—流阻曲線(xiàn)圖

熱管基本特征

1、很高的導(dǎo)熱性

熱管內(nèi)部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱,熱阻很小,因此具有很高的導(dǎo)熱能力。

2、優(yōu)良的等溫性

熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài),飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度,飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小,根據(jù)熱力學(xué)中的Clausuis-Clapeyron方程式可知,溫降亦很小,因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。

3、熱流密度可變性

熱管可以獨(dú)立改變蒸發(fā)段或冷凝段的加熱面積,即以較小的加熱面積輸入熱量,而以較大的冷卻面積輸出熱量,反之亦然。這樣可以改變熱流密度,解決一些其它方法難以解決的傳熱問(wèn)題。

工質(zhì)性能要求：

1.  與熱管外殼及毛細(xì)吸液芯材料的相容性

2.  熱穩(wěn)定性

3.  與管壁及吸液芯間的潤(rùn)濕性

4.  在工作溫度范圍下的蒸氣壓力不要太高或太低

5.  汽化潛熱γ高

6.  導(dǎo)熱性能λ高

7.  蒸氣及液體的粘性μ低

8.  表面張力σ高

9.  允許的冰點(diǎn)及傾點(diǎn)溫度

熱管的相容性

熱管的相容性是指熱管在預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，管內(nèi)工作液體同殼體不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)或物理變化，或有變化但不足以影響熱管的工作性能。相容性在熱管的應(yīng)用中具有重要的意義。只有長(zhǎng)期相容性良好的熱管，才能保證穩(wěn)定的傳熱性能，長(zhǎng)期的工作壽命及工業(yè)應(yīng)用的可能性。碳鋼－水熱管正是通過(guò)化學(xué)處理的方法，有效地解決了碳鋼與水的化學(xué)反應(yīng)問(wèn)題，才使得碳鋼—水熱管這種高性能、長(zhǎng)壽命、低成本的熱管得以在工業(yè)中大規(guī)模推廣使用。

影響熱管壽命的因素很多，歸結(jié)起來(lái)，造成效管不相容的主要形式有以下三方面，即：產(chǎn)生不凝性氣體；工作液體熱物性惡化；管殼材料的腐蝕、溶解。

1.產(chǎn)生不凝性氣體由于工作液體與管完材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不凝性氣體，在熱管工作時(shí)，該氣體被蒸汽流吹掃到?jīng)_凝段聚集起來(lái)形成氣塞，從而使有效冷凝面積減小，熱阻增大，傳熱性能惡化，傳熱能力降低甚至失效。

2.工作液體物性惡化有機(jī)工作介質(zhì)在一定溫度下，會(huì)逐漸發(fā)生分解，這主要是由于有機(jī)工作液體的性質(zhì)不穩(wěn)定，或與殼體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使工作介質(zhì)改變其物理性能，如甲苯、烷、烴類(lèi)等有機(jī)工作液體易發(fā)生該類(lèi)不相容現(xiàn)象。

3. 管殼材料的腐蝕、溶解工作液體在管殼內(nèi)連續(xù)流動(dòng)，同時(shí)存在著溫差、雜質(zhì)等因素，使管殼材料發(fā)生溶解和腐蝕，流動(dòng)阻力增大，使熱管傳熱性能降低。當(dāng)管殼被腐蝕后，引起強(qiáng)度下降，甚至引起管殼的腐蝕穿孔，使熱管完全失效。這類(lèi)現(xiàn)象常發(fā)生在堿金屬高溫?zé)峁苤小?/p>