热管的特性,结构与工作原理
从热力学的角度来看,物体的吸热、放热是相对的,凡是有温差存在时,就必然发生热从高温处传递到低温处,这是自然界和工程技术领域中极普遍的一种现象,而热传递的方式有三种:辐射、对流、传导,其中以热传导为最快。1963年美国 Los Alamos 国家实验室的 G.M.Grover 发明了一种称作为『热管』的传热组件,它充分利用热传导原理与致冷介质快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到体外,导热能力超过了任何已知金属的导热能力。
热管的特性:
1.热管传热能力高
因为热管的传热主要靠工质相变过程中吸收.释放气化潜热和蒸汽流的传热,所以它的传热能力较其他导热材料高几十倍。
2.热管的均温特性好
热管工作时,管内蒸汽处于饱和状态,蒸汽流动和相变时的温差小,所以沿热管蒸发端表面的温度梯度很小,可自动地形成均匀的热流温度。
3.具有可变热流密度的能力
由于热管中的蒸发和冷凝空间是分开的,若在蒸发端输入高热流密度,则在冷凝端可得到低的输出热流密度,实现“热变压器”的作用。
4.具有良好的恒温特性
采用一种充有惰性气体的可控热管,当输入端的热量变化时,因蒸汽压力的变化使冷凝端的冷凝面积改变,以维持热源温度的恒定。
热管典型结构以及工作原理:
热管由管壳﹑吸液芯和工质组成,热管的工作段可分为蒸发段,绝热段和冷凝段三部分。当蒸发端收热时,通过管壁使浸透于细液芯中的工质蒸发,蒸汽在蒸发和冷凝端之间所形成的压差作用下流向冷凝端,由于冷凝端受到冷却作用,蒸汽凝结为液体,释放汽化潜能。冷凝后的气体,靠吸液芯与液体相结合所产生的毛细力作用,将冷凝液输送回蒸发段,以形成工作循环。

热管规格如下:
|
直径 mm |
长度 mm |
备注 |
|
3 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
4 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
5 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
6 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
6.35 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
8 |
0-280 |
圆热管 烧结 / 铜网 |
|
10 |
|
圆热管 底座 铜网 |
|
25.4 |
30-100 |
圆热管 底座 烧结 / 铜网 |
|
T=3 |
0-280 |
压扁 烧结 / 铜网 |
|
T=4 |
0-280 |
压扁 烧结 / 铜网 |
|
T=5 |
0-280 |
压扁 烧结 / 铜网 |
热管工质特性如下表:
|
工质名称 |
熔点 C |
沸点 C |
临界温度 C |
临界压力 Pa |
工作温度范围 C |
品质因数 N kW/m2 |
|
甲 烷 |
-184 |
-161 |
-82 |
45X105 |
-173─-100 |
|
|
氨 |
-78 |
-33 |
132 |
112.7X105 |
-60 ─100 |
11.8X107 |
|
氟里昂 21 |
-135 |
9 |
179 |
50.96X105 |
-103 ─127 |
2.2X107 |
|
氟里昂 11 |
-111 |
24 |
198 |
43.12X105 |
-40─120 |
1.2X107 |
|
戊烷 |
-130 |
28 |
197 |
32.24X105 |
-20─120 |
1.6X107 |
|
氟里昂 113 |
-35 |
48 |
197 |
53.9X105 |
-10─100 |
7.3X107 |
|
丙酮 |
-95 |
57 |
237 |
47.04X105 |
0--120 |
3.2X107 |
|
甲醇 |
-98 |
64 |
240 |
78.4X105 |
10--130 |
4.7X107 |
|
乙醇 |
|
78 |
243 |
61.74X105 |
0--130 |
2.9X107 |
|
庚醇 |
-90 |
98 |
267 |
26.46X105 |
0--150 |
1.2X107 |
|
水 |
0 |
100 |
374 |
219.52X105 |
30--200 |
4.6X107 |
|
导热姆 A |
12 |
257 |
|
|
150--395 |
1.9X107 |
液芯类型:
单层.多层丝网格吸液芯,烧结粉末吸液芯,轴向槽道吸液芯,组合型吸液芯。常用吸液芯特性如下表:
|
吸液芯型式 |
特征尺寸m |
有效毛细孔径 |
最大提升高度 |
渗透率 |
|
30 目网芯 |
0.5X10-3 |
0.43 |
29 |
25 |
|
100 目网芯 |
0.14X10-3 |
0.12 |
104 |
1.8 |
|
200 目网芯 |
0.07X10-3 |
0.063 |
197 |
0.55 |
|
烧结毡或粉末 |
|
0.01-0.1 |
1250-125 |
0.1-10 |
|
轴向槽道 |
0.25-1.5 |
0.25-1.5 |
50-8 |
35-1250 |
|
金属纤维 |
|
0.01-0.05 |
125-350 |
0.1-0.5 |
热管折弯工艺:

|
折 弯 规 格 |
||||
|
管径(mm) |
最小折弯 R (mm) |
建议 R (mm) |
最小折弯角 θ |
建议弯角 θ |
|
Φ 3 |
9 |
12 |
> 90 ° |
> 120 ° |
|
Φ 4 |
12 |
16 |
||
|
Φ 5 |
15 |
20 |
||
|
Φ 6 |
18 |
24 |
||
|
Φ 8 |
24 |
32 |
||
|
Φ 9 |
27 |
36 |
||
|
Φ 9.35 |
28 |
37 |
||
