热管原理，及图

热心网友：热管技术热管这项技术早在1963年就在位于美国的LosAlamos国家实验室中诞生了，其发明人是G.M.Grover。热管属于一种传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。以前热管技术一直被广泛应用在宇航、军工等行业，被引入散热器制造业还是近几年的事情。 正是因为有热管技术的存在，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠大风量风扇获得更好散热效果的传统散热模式。取而代之的是采用低转速、低风量风扇配合热管技术的崭新散热模式。热管技术更为PC的静音时代带来了契机。 走近热管看究竟热管技术为什么会有如此的高性能呢？这个问题我们要从热力学的角度看。物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。热传递有3种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。 热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。常见的热管均是由管壳、吸液芯和端盖组成。制作方法是将热管内部抽成负压状态，然后充入适当的液体，这种液体沸点很低，容易挥发。管壁有吸液芯，由毛细多孔材料构成。 热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端。当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体。液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止。热量由热管一端传至另外一端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。 热管技术的特点高速度的热传导效果：－ 重量轻且构造简单。－ 温度分布平均，可作均温或等温动作。－ 热传输量大。热传送距离长。－ 没有主动元件，本身并不耗电。－ 可以在无重力力场的环境下使用。－ 没有热传方向的限制，蒸发端以及凝结端可以互换。－ 容易加工以改变热传输方向。－ 耐用、寿命长、可靠，易存放保管。 热管的制作工艺看似简单的热管其实对工艺的要求是非常高的，下面让我们来一起看看它的工艺及测试：－ 工作流体选定：非燃性、操作温度、热传量、容许热阻、经济性。－ 容器材料选定：热传导性、真空维持度、耐压、流体相容性（腐蚀、化学反应）。－ 容器及注入加工：长度、去毛边、洗净、封口、保存。泄漏测试就：氦气泄漏探测、高压气泡检查（防止容器出现针孔、裂隙以及氧化）。－ 真空烘烤：高温、真空的环境下对热管组件作毛细表面脱水、脱氧处理。－ 工作流体真空处理：加热驱出（液态）、气态液化（气态）、真空补汞法。注入封口：钨电极纯气熔接（这对于导热管来说，是唯一的防漏封口法）。－ 抽样测试：氧化/腐蚀耐用性测试、最大热传效能测试、最大弯曲/扁平后泄漏测试、最大弯曲/扁平后效能测试、寿命测试。 其他特性限制在热传输上，热管也有一些限制：－ 黏性限制：低温的蒸气流动黏性力。－ 音速限制：蒸气流达音速的塞流现象。－ 飞散限制：蒸气流速过大，超过液体表面张力，使液滴飞散的剪断力。－ 毛细管限制：流体的流量大于毛细输送能力。此现象易使毛细干燥，烧毁导管。－ 沸腾限制：所有流体都达沸腾汽化时，会降低传热的能力。

热心网友：从热力学的角度看，为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢？物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。 热管的基本工作 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1．3×(10负1－－－10负4)pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程： (1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－－－汽）分界面； (2)液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发； (3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段； (4)蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结： (5)热量从（汽－－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源： (6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。 热管制造 1 热管零部件及其加工 热管的主要零部件为管壳、端盖(封头)、吸液芯、腰板(连接密封件)四部分。不同类型的热管对这些零部件有不同的要求。 2 管壳 热管的管壳大多为金属无缝钢管，根据不同需要可以采用不同材料，如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。管子可以是标准圆形，也可以是异型的，如椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。管径可以从2mm到200mm，甚至更大。长度可以从几毫米到l00米以上。低温热管换热器的管材在国外大多采用铜、铝作为原料。采用有色金属作管材主要是为了满足与工作液体相容性的要求。 3 端盖 热管的端盖具有多种结构形式，它与热管舶连接方式也因结构形式而异。端盖外圆尺寸可稍小于管壳。配合后，管壳的突出部分可作为氩弧焊的熔焊部分，不必再填焊条，焊口光滑乎整质量容易保证。 旋压封头是国内外常采用的一种形式，旋压封头是在旋压机上直接旋压而成，这种端盖形式外型美观，强度好、省材省工，是一种良好的端盖形式。 4 吸液芯结构 吸液芯是热管的一个重要组成部分。吸液芯的结构形式将直接影响到热管和热管换热器的性能。近年来随着热管技术的发展，各国研究者在吸液芯结构和理论研究方面做了大量工作，下面对一些典型的结构作出简赂的介绍。