熱管的可靠度

摘要
    熱管（heat  pipe）是一種藉由工作流體的相變化來達到傳熱促進手段的散熱元件。有別於其它以直接空氣冷卻的散熱設備，熱管巧妙地利用工作流體在相變化的過程中，不但溫度恆常且能吸收大量潛熱的特性，被廣泛地應用於若干的高階電子產品。
    本報告的內容主要分成三部份,首先是介紹熱管的基本構造、工作原理及設計參數等,然後是熱管的可靠度分析,最後則是結論.

關鍵字：熱管,操作限界,熱輸送能力指數,毛細壓力

熱管的構造及工作原理
 
    標準的熱管構造如下圖1.所示，其為一內部真空的長形容器，內封入適量的工作流體，容器內壁則裝附有毛細心（wick）。另有一種僅利用重力來達到傳輸液態工作流體目標的虹吸熱管（syphon heat pipe）則沒有如圖上的毛細心構造。
    至於工作原理可從整支熱管被劃分為三段做介紹。這三段分別是蒸發段、絕熱段、冷凝段，至於軸向的中間部份則稱為蒸氣室。當蒸發段從外部熱源接受吸收熱後，位在蒸發段毛細心的工作流體便立即蒸發成氣相，因為此蒸氣的生成同時導致了蒸發與冷凝兩端在蒸氣室的壓力差，所以蒸氣便開始從蒸發段朝向冷凝段的方向移動。蒸氣到了冷凝段之後便經由冷凝的過程將內部除儲存的大量潛熱釋出排放到外界的熱庫，同時也由氣相轉變為液相進入了毛細心。然後在冷凝段毛細心的液態工作流體便藉由形成於毛細心的毛細壓力（Capillary Pressure）朝向蒸發段流動以補充蒸發段液體的消耗，構成一散熱迴路。