熱管原理
[ 來源： | 更新日期:2007-11-10 06:01:11 | 評論 5 條 | 我要投稿 ] 熱管原理
熱管技術是1963年美國LosAlamos國家實驗室的G.M.Grover發明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。熱管技術以前被廣泛應用在宇航、軍工等行業，自從被引入散熱器製造行業，使得人們改變了傳統散熱器的設計思路，擺脫了單純
依靠高風量電機來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，採用熱管技術使得散熱器即便採用低轉速、低風量電機，同樣可以得到滿意效果，使得困擾風冷散熱的噪音問題得到良好解決，開闢了散熱行業新天地。
從熱力學的角度看，為什麼熱管會擁有如此良好的導熱能力呢？物體的吸熱、放熱是相對的，凡是有溫度差存在的時候，就必然出現熱從高溫處向低溫處傳遞的現象。從熱傳遞的三種方式：輻射、對流、傳導，其中熱傳導最快。熱管就是利用蒸發製冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內部是被抽成負壓狀態，充入適當的液體，這種液體沸點低，容易揮發。管壁有吸液芯，其由毛細多孔材料構成。熱管一段為蒸發端，另外一段為冷凝端，當熱管一段受熱時，毛細管中的液體迅速蒸發，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，並且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發段，如此迴圈不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種迴圈是快速進行的，熱量可以被源源不斷地傳導開來。 字串2
熱管的基本工作
典型的熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成，將管內抽成1．3×(10負1－－－10負4)Pa的負壓後充以適量的工作液體，使緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體後加以密封。管的一端為蒸發段(加熱段)，另一端為冷凝段(冷卻段)，根據應用需要在兩段中間可佈置絕熱段。當熱管的一端受熱時毛紉芯中的液體蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結成液體，液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發段。如此迴圈不己，熱量由熱管的一端傳至另—端。熱管在實現這一熱量轉移的過程中，包含了以下六個相互關聯的主要過程：
(1)熱量從熱源通過熱管管壁和充滿工作液體的吸液芯傳遞到（液－－－汽）分介面； (2)液體在蒸發段內的（液－－汽）分介面上蒸發； (3)蒸汽腔內的蒸汽從蒸發段流到冷凝段； (4)蒸汽在冷凝段內的汽．液分介面上凝結：
(5)熱量從（汽－－液）分介面通過吸液芯、液體和管壁傳給冷源： (6)在吸液芯內由於毛細作用使冷凝後的工作液體回流到蒸發段。 字串1
熱管的基本特性
熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的傳熱元件，具有以下基本特性。
(3)很高的導熱性 熱管內部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導熱能力。與銀、銅、鋁等金屬相比，單位重量的熱管可多傳遞幾個數量級的熱量。當然，高導熱性也是相對而言的，溫差總是存在的，可能違反熱力學第二定律，並且熱管的傳熱能力受到各種因素的限制，存在著一些傳熱極限；
熱管的軸向導熱性很強，徑向並無太大的改善(徑向熱管除外)。
(2)優良的等溫性 熱管內腔的蒸汽是處於飽和狀態，飽和蒸汽的壓力決定於飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發段流向冷凝段所產生的壓降很小，根據熱力學中的方程式可知，溫降亦很小，因而熱管具有優良的等溫性。 (3)熱流密度可變性 熱管可以獨立改變蒸發段或冷卻段的加熱面積，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，或者熱管可以較大的傳熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣即可以改變熱流密度，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。
(4)熱流方向酌可逆性 一根水準放置的有芯熱管，由於其內部迴圈動力是毛細力，因此任意一端受熱就可作為蒸發段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。此特點可用於太空船和人造衛星在空間的溫度展平，也可用於先放熱後吸熱