Bearbeiten von „熱管:套用範圍,基本工作,工作原理,基本特性,導熱性,等溫性,可變性,可逆性,開關中文百科全書“

<br><br><br>由图可见，各种可变导热管均以改变蒸汽与惰性气体分界面的位置，达到改变冷凝段的有效冷凝面积的目的，实现热管的恒定热流作用。 热管的工作原理：在热管未工作前，工质的液面与管心平齐。 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。 1 管壳管壳的作用是把工作液与外界隔开，向工作液传热以及把工作液的热量传出来。 对它的要求是：① 在蒸发段和冷凝段有高的热传导率；② 与工作液及环境的相容性；③ 有足够的强度和刚度，在工作温度范围内，能承受工作液的蒸汽压力；④ 用于带电，尤其是带高压电的发热元件的传热时，应选用电绝缘材料（如玻璃、陶瓷等）。<br>热管与热源接触时，应尽量设法减小其接触热阻，否则就不能充分发挥热管的传热性能。 具有粗吸液心的热管，当它处于水平位置工作（φ＝0°）时，它的传热能力最大。 当冷凝端稍微向下倾斜某个角度时，它的传热能力就会迅速下降。 细吸液心在水平位置时，传送的热量不是最大，但是，当冷凝端向下倾斜一个角度时，它的传热能力不会很快下降。 4）沸腾限热管中工质的相变包括表面蒸发和在吸液心内部的沸腾。 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。 总结，各种类型的热管都有其特定的应用场景和优势。 了解它们的工作原理和适用范围对于选择合适的热管进行高效热传递至关重要。<br>热管（Heat Pipe）是一种高效的热传导元件，由内部蒸气传递热量，外部通过导热管将热量散发出去，常用於散热器中以增强热量的传导效率。 其工作介质可选用钠、钾、锂、铅、银及其他高沸点的液态金属。 （3）中温热管工作温度范围为270～470℃。 其工作介质可选用导热姆（联苯－苯醚共溶体）、水银、铯或硫等。  女同性恋色情影片 （2）低温热管工作温度范围为－70～270℃。 其工作介质可选用水、丙酮、氨、氟利昂、酒精及其他有机物。 其作動機制為，液相作動流體於吸熱端蒸發成汽相，此一瞬間在腔體內產生局部高壓，驅使汽相作動流體高速流向放熱端，汽相作動流體於放熱端凝結成液相後，藉由重力/毛細力/離心力…迴流至吸熱端，循環作動。 由此可知，熱導管作動時，氣流係由氣壓壓力差驅動，液流則須依使用時之作動狀態，採用或設計適合的迴流驅動力。 管状热管管状热管有圆形、椭圆形或其他形状的横截面，主要用来把热量传至远处或形成一个紧凑式的散热器。<br>5）毛细限当热管的毛细抽吸力不足以克服液流的阻力时，回流液体受阻，使蒸发段的工质得不到补充而出现干涸，通常将干涸前热管达到的最大传热量，称为毛细限。 热管由管壳、管心（毛细结构）和工作液（工作介质）三部分组成。 三者所选用的材料，除保证达到预定的热管传热性能外，还应保证工作过程中的相容性。 （1）充气热管当热管存在非凝气体时，对冷凝段的性能有明显的影响，利用这一性能来控制冷凝段热流量，图2（a）是由工作液的蒸汽压力来进行控制的。 （3）旋转热管旋转体内部为一个锥形的密封腔，内壁不装管心，蒸发段的内径大于冷凝段的内径，当高速旋转时，利用离心力使工作液沿壁面的分量，把冷凝液送回到蒸发段。 由于离心力的分量较大，流动阻力小，因此，这种热管的传热能力很大。<br>管壳的材料有铜（无氧铜）、不锈钢、铝、镍、钨及非金属材料玻璃、陶瓷等。 电渗透热管就是利用电渗透流抽吸液体，帮助毛细抽吸，从而提高了热管的毛细限，这种热管的管心及工作液需要采用高电阻材料。 图1所示是一种典型的热管原理图，它是一个被抽成真空的容器（圆形管子或其他形状）。 热管一般划分为三部分：即蒸发段、绝热段和冷凝段。 在容器的内壁上设有与内壁形状相一致的毛细管心，液相工质充满整个管心。 当工质在蒸发段受热后开始蒸发，蒸汽带着汽化潜热被输送到另一端冷凝，并放出汽化潜热，然后靠毛细泵力的作用使冷凝液返回到蒸发段完成一个循环。 利用这种方法，把热能高效率地从一端传至另一端。<br>2 管心管心的主要作用是产生毛细压差（抽吸力），把工作液从冷凝段输送到蒸发段。 此外，还用于把工作液分布到蒸发段上可能吸热的任何范围内。 管热产生的最大毛细压差随毛细孔的减小而增加，但其渗透率则随毛细孔的增大而增加。 因此，均匀管心的最佳毛细孔尺寸是两者折中的结果。 对水平放置和重力助推式热管可采用低性能管心，它有较大的毛细孔，如100目或150目多孔心子。 空间应用管心，要求传热能力高，可采用非均匀管心或干道管心。 对管心结构的要求：① 有大的毛细压差；② 保证工作液流动阻力小；③ 厚度要适当，在减小径向热阻的前提下，增加其厚度可以提高传热能力；④ 与工作液的相容性和湿润性。 为了满足这些要求，已研制成了许多管心结构，图4所示为其中的一部分管心结构。 管心可分为单一和复合式的均匀管心、槽道管心、干道管心等。<br>蒸汽处于饱和状态时，蒸汽流动和相变时的温差很小，而管壁和毛细心均较薄，因此，热管的表面温度梯度很小，当热流密度很低时，可达到很高的等温表面。 其当量导热系数可以是相同材料的几十倍，甚至几百倍。 图9图10所示为用来冷却大功率行波管的重力助推式热管散热器。 行波管收集极的底板与重力热管散热器的蒸发段平面紧密接触，行波管的热量传导到底板，通过接触面传至蒸发段表面，使蒸发段内的工作液加热升温至真空状态下的沸点温度。<br>均匀管心有丝网状、泡沫状、毡状纤维状和烧结状等。 单一管心用同一种材料制成，复合管心是由两种或多种材料组成的。 （4）可变导热管热管的总热导由蒸发段、冷凝段和绝热段三部分热导组成。 若以某种方式改变其中任何一种热导，而使总热导改变的热管，即可称为可变导热管。 ① 改变热导的方法有：② 控制返回蒸发段的冷凝液，使蒸发段局部干涸，热导减少；③ 改变蒸汽流动的通道，使蒸汽流的热阻增加（相当于热流量降低）；在冷凝段内充填惰性气体，如氮、氦、氩等。 当热管启动后，蒸汽流将惰性气体驱向冷凝段，由于惰性气体不传热，因此相当于减少了部分冷凝面积，从而使热导降低。  图3中的（a）、（b）、（c）、（d）、（e）为各种可控热管的示意图。<br>图4（e）为用粗、细不同的毛细孔丝网卷成的复合管心。 其中粗孔丝网紧贴在容器的内壁，细孔丝网放在蒸汽通道一边，粗孔丝网管心提供小阻力的液通道，细孔丝网可获得较大的毛细压差。 熱導管理想作動時，作動流體處於液&amp;汽兩相共存的狀態，兩相無溫差，亦即整個腔體內均處於均溫狀態，此時雖然有熱能進出此一腔體系統，但吸熱端與放熱端卻是等溫，形成等溫熱傳的熱超導現象。<br>这种阻塞流动是热管轴向热流的一个基本条件，称为声速限。 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。 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。 如果增加耗散功率，用这种方法就难以达到需求，若改用液体冷却能满足要求，但要增加系统的体积和质量。 （1）深冷热管工作温度范围为－170～－70℃的热管称为深冷热管，其工作介质（工作液）可采用纯化学元素物质（如氦、氩、氮、氧等）或化合物（如氟利昂、乙烷等）。 也可以把需要冷却的电子元器件直接安装在热管上，或者被冷却元器件安装在平板上，然后把热管嵌在平板内。<br><br>