详解热管工作原理及其分类特性-EDA365

目前，超薄热管主要有压扁型热管、均温板、平板微热管和超薄环路热管四种构造形式。 如果用扁平热管加到印制板的背面，将显著提高从印制板中心到边缘的传热能力，如图12（a）所示。 也可以将热管弯成90°的结构件，可以直接把印制板的热量传到机箱侧壁，如图12（b）所示，这样可以减小印制板与机箱之间的接触面的温升。 为了提高型材散热器的冷却效果，可以沿散热片的长度方向放置扁平热管，沿散热片的温度梯度很小，得到等温散热片。 其通道内有翅片式散热片，在环境温度为55℃的情况下，它最大的散热能力只有50～55W。
其作动机制为，液相作动流体于吸热端蒸发成汽相，此一瞬间在腔体内产生局部高压，驱使汽相作动流体高速流向放热端，汽相作动流体于放热端凝结成液相后，借由重力/毛细力/离心力…回流至吸热端，循环作动。 由此可知，热导管作动时，气流系由气压压力差驱动，液流则须依使用时之作动状态，采用或设计适合的回流驱动力。 （4）具有恒温特性当热管内充以一定比例的惰性气体时，可以通过改变冷凝段的散热面积来适应传热量的变化，达到使蒸发段热源温度恒定在某一特定温度的恒温目的。 毛细极限较高的结构可克服重力将更多的工作流体从冷凝器传输到蒸发器。
除高温的液态金属热管外，一般的热管，两种情况均可能发生。 对于工质在吸液心内的沸腾，其径向热流密度的最大值，既受毛细抽吸力的限制，也受膜态沸腾的限制。 在汽液界面上的液体，因受逆向蒸汽流剪切力的作用而产生波动。 当蒸汽流的速度足够高时，可将波峰上产生的液滴刮起并由蒸汽携带至冷凝段，使冷凝液的回流量减小，造成蒸发段毛细心干涸，热管停止工作。
当发热元件与蒸发段接触后，便将热量传给管壁、管心和工质；工质受热后吸收汽化潜热变为蒸汽，蒸发段的蒸汽压力高于冷凝段，因此两端形成压力差，该压差驱动蒸汽从蒸发段到冷凝段。 蒸汽在冷凝段冷凝时放出汽化潜热，通过管心、管壁传到热管的散热器。 由于蒸发的原因，在蒸发段的工质液面进入管心的毛细孔内形成弯月面，在这里形成毛细泵力，将冷凝液抽回到蒸发段，完成一个工作循环。 只要工质的流动不中断和保证足够的毛细泵力，热管可长期地工作。 具有导热性能高、结构简单、工作可靠、温度均匀与等温性等特点。
热管的特点与核能的安全设计理念相契合，热管在核电设计中得到广泛应用。 图 1展示了不同温度下，热管在核能领域的应用，表明热管在先进核能技术中的重要地位和应用前景。 目前，热管主要应用在核电/动力系统、核安全设施和核能城市服务设施等核工业领域。 Buy Tramadol Online 随着热管技术的不断完善，热管还将为高温制氢、煤气化和油砂开采等其他工业领域，提供安全、长期、高效的供热和冷却支持。 热管多领域、多尺度、多环节服务核工业，为先进核能发展发挥了不可替代的作用。
(4)热流方向酌可逆性  一根水平放置的有芯热管，由于其内部循环动力是毛细力，因此任意一端受热就可作为蒸发段，而另一端向外散热就成为冷凝段。 此特点可用于宇宙飞船和人造卫星在空间的温度展平，也可用于先放热后吸热的化学反应器及其他装置。 (6)恒温特性(可控热管)   普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变，因此当加热量变化时，热管备部分的温度亦随之变化。 但人们发展了另一种热管——可变导热管，使得冷凝段的热阻随加热量的增加而降低、随加热量的减少而增加，这样可使热管在加热量大幅度变化的情况下，蒸汽温度变化极小，实现温度的控制，这就是热管的恒温特性。 不同于传统重力热管(如图1(a))，脉动热管的基本结构仅仅包括一个在平面内蛇形排列的连续无芯毛细管。 如图1(b)中所示，脉动热管按环路结构可分为封闭型和开放型两种，但由于封闭回路中的工质最终能够实现稳定的循环流动，使得封闭性脉动热管得到了更多的关注。
在面对高热流密度场景，具有更高通道密度的三维结构近年来也受到人们青睐，如图9所示的不同层数的三维管式等形式。 三维脉动热管的主要目的是为了延展脉动热管在三维空间中的传热能力，同时更加紧凑的工质流道分布使单位面积内热量能够更多地被传递。 在家用冰箱中，常规制冷循环采用启停方式来控制生鲜食品仓的温度，压缩机的启停频率直接影响温度波动，频率越高对于新鲜食品的储存越好，却会大大降低循环效率。 为了解决这个问题，人们构建了两相回路热虹吸管与冰箱耦合系统，将两相回路热虹吸管用于蒸汽压缩循环的冷/热释放。 在这系统中，PCM被用作冷能量的蓄水池和缓冲器，制冷循环在稳定的工作状态下连续运行以提高效率，而TPLT则将冷量从PCM传递到新鲜食物舱，精确控制其温度。 TPLT可以在两种模式下调节其传热：由蒸汽和/或液体管线上的电磁阀的开关控制的高频启停模式；以及由蒸汽管线上的调节阀控制的无级传热调节模式。 TPLT通常由铜、不锈钢、铝合金、玻璃或其他具有良好导热性和耐压性的材料制成。