熱管技術是 1963 年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)*實驗室的喬治格羅佛(George 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相變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,其導熱能力已知金屬的導熱能力。
熱管技術發展至今有 55 年的歷史。創始人的名字叫喬治格羅佛(George Grover)
熱管的應用
熱管(heat pipe)技術以前被廣泛應用在宇航、等行業,自從被引入散熱器制造行業,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,采用熱管技術使得散熱器即便采用低轉速、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,開辟了散熱行業新天地。現在常見于 cpu 的散熱器上。從熱力學的角度看,為什么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來看(輻射、對流、傳導),其中對流傳導快。熱管是利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱),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。熱管一端為蒸發端,另外一端為冷凝端,當熱管一端受熱時,毛細管中的液體迅速汽化,蒸氣在熱擴散的動力下流向另外一端,并在冷端冷凝釋放出熱量,液體再沿多孔材料靠毛細作用流回蒸發端, 如此循環不止,直到熱管兩端溫度相等(此時蒸汽熱擴散停止)。這種循環是快速進行的, 熱量可以被源源不斷地傳導開來。
熱管一開始被應用到軍事領域,逐漸被應用到工業節能和民用節能。
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 ×()Pa 的負壓后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后加以密封。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布置絕熱段。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。如此循環不己,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:⑴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)分界面;⑵液體在蒸發段內的(液--汽)分界面上蒸發;⑶蒸汽腔內的蒸汽從蒸發段流到冷凝段;⑷蒸汽在冷凝段內的汽.液分界面上凝結:⑸熱量從(汽--液)分界面通過吸液芯、液體和管壁傳給冷源:⑹在吸液芯內由于毛細作用使冷凝后的工作液體回流到蒸發段。
熱管的工作是靠熱量的轉移來實現的;水平熱管是靠毛細吸液芯中液體蒸發,蒸汽在微小的壓差下流向冷凝段,再靠毛細力回到蒸發段,往返循環,實現自由切換。
工作原理
在加熱熱管的蒸發段,管芯內的工作液體受熱蒸發,并帶走熱量,該熱量為工作液體的
蒸發潛熱,蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段,凝結成液體,同時放出潛熱,在毛細力的作用下,液體回流到蒸發段。這樣,就完成了一個閉合循環,從而將大量的熱量從加熱段傳到散熱段。當加熱段在下,冷卻段在上,熱管呈豎直放置時,工作液體的回流靠重力足可滿足, 無須毛細結構的管芯,這種不具有多孔體管芯的熱管被稱為熱虹吸管。熱虹吸管結構簡單, 工程上廣泛應用。
熱管蒸發端管外受熱,管內工質吸收管外的熱量,管外熱源的溫度降低,相變蒸汽流向冷凝段,管內凝結成液體,放出熱量,管外氣流吸收熱量,溫度升高;管內液體通過毛細力回流,再形成另外一個循環。重力熱管液體是靠重力回流形成反 復循環,從而實現熱管的工作。

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。
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,不可能違反熱力學第二定律,并且熱管的傳熱能力 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,徑向并無太大的改善
(徑向熱管除外)。
熱力學第二定律說明:熱量可以自發地從較熱的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發地從較冷的物體傳遞到較熱的物體(克勞修斯表述);也可表述為:兩物體相互摩擦的結果使功轉變為熱,但卻不可能將這摩擦熱重新轉變為功而不產生其他影響。
相變傳熱,熱阻小、傳熱快、導熱性能高;是普通金屬的幾百倍到一萬倍。















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