导热管散热导热原理及具体应用
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(los alamos)国家实验室的乔治格罗佛(george grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变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，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管的传热速度和传热量是同体积金属的几百倍。
热管在上世纪60年代末达到理论研究高峰于70年代开始在工业领域大量应用。当时的热管受到制作工艺和成本上的限制，没有广泛应用在工业领域以外，直到计算机高速发展，散热问题受到关注而且热管的价格也很低廉，人们才开始使用这一技术。热管
热管技术原理
在加热热管的蒸发段，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。
当加热段在下，冷却段在上，热管呈竖直放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，无须毛细结构的管芯，这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。热虹吸管结构简单，工程上广泛应用。
热管技术特点
1、良好的导热性
热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。
2、优良的等温性
热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力取决于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，由热力学clausuis－clapeyron方程式可知，温降亦很小，因而热管具有优良的等温性。
3、热流密度可变性
热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。
4、热流方向的可逆性
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以作为蒸发段，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。
5、热二极管与热开关性能
热管可作成热二极管或热开关，所谓热二极管就是只允许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动；热开关则是当热源温度高于某一温度时，热管开始工作，而低于这一温度时，热管就不传热。
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，热管各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，这样可是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。
7、适应性
热管的形状可随热源和冷源的条件而变化，热管可作成电机转轴、燃气轮机的叶片、钻头、手术刀等等，热管也可做成分离式的以适应长距离或冷热流体不能混合的情况下的换热；热管既可以用于地面（重力场），也可用于空间（无重力）。
热管技术应用领域
1、用于传送和储存能量
用热管传送热量是利用汽化潜热或化学反应将热量从高温流体传向低温流体,这时热管相当于传送管道,但功能和功率都比一般传送管道多,而且不需要传送泵等设备?热管用于储存能量,并不是利用热管本身,因热管本身的储热能力很小,而是用热管结构简单的特点和容易设置蓄热材料,如可在热管外面设置蓄热材料,其工作原理为当高温热源充足时,蓄热材料储存一部分热量,而当高温热源不充足或间断时,蓄热材料将储存的热量通过热管传送给低温物体?
2、用于控制设备的温度
利用热管的控制性能进行控温的方式,具有结构简单?体积小?性能良好和工作可靠等优点?它的工作原理是利用变导热管的可调节性能,由于变导热管中的惰性气体随温度的膨胀而改变凝结段换热面积,因而可控制热管内温度,从而也就控制了加热段的温度?这项技术被广泛应用于卫星?宇宙飞船等设备上,它能使卫星?宇宙飞船各部件之间,甚至整个卫星结构等温化?
3、用于冷却电子元件
将电子元件发生的热量及时地排出,能保证电子元件恒温和工作点不发生偏移,对电子元件非常重要?根据电子元件的工作条件,热管的冷却方式有管式和板式两种?管式热管冷却电子元件,是将发生的热量由热管传出,即热管加热段和电子元件联结,冷却段和冷却介质接触,这种方法不需要在电子元件处设置散热设备?板式热管是将电子元件放在平板上,如果平板是热管的加热段,可保证电子元件温度均匀和性能稳定,下面的平板为冷却段?另外,热管还可用于冷却电器开关?车刀和钻头等方面?
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