热管工作原理示意图

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导热管的原理

导热管的原理

热管工作原理图·管内吸液芯中的液体受热汽化;·汽化了的饱和蒸汽向冷端流动;·饱和蒸汽在冷端冷凝放出热量;·冷凝液体在吸液芯毛细力作用下回到热端继续吸热汽化。

热管简介热管是一种导热性能极高的被动传热元件。

热管利用相变原理和毛细作用,使得它本身的热传递效率比同样材质的纯铜高出几百倍到数千倍。

热管是一根真空的铜管,里面所注的工作液体是热传递的媒介。

在电子散热领域里,最典型的工作液体就是水。

使用圆柱形铜管制成的热管是最为常见的。

热管壁上有吸液芯结构。

依靠吸液芯产生的毛细力,使冷凝液体从冷凝端回到蒸发端。

因为热管内部抽成真空以后,在封口之前再注入液体,所以,热管内部的压力是由工作液体蒸发后的蒸汽压力决定的。

只要加热热管表面,工作液体就会蒸发。

蒸发端蒸汽的温度和压力都稍稍高于热管的其它部分,因此,热管内产生了压力差,促使蒸汽流向热管内较冷的一端。

当蒸汽在热管壁上冷凝的时候,蒸汽放出汽化潜热,从而将热传向了冷凝端。

之后,热管的吸液芯结构使冷凝后液体再回到蒸发端。

只要有热源加热,这一过程就会循环进行。

1963年,George M. Grover第一个发明并且制造出了热管。

不过,通用汽车早在1935年就申请了类似元件的专利。

直到20世纪60年代,热管才受到人们的重视。

逐渐的,作为一种提高传热效率的元件,热管受到了众多国家实验室和商业实验室的重视,而不再仅仅是实验室的试验品。

令人吃惊的是,第一个将热管作为传热元件而加以接受和运用的主要客户竟然是政府。

因为,热管的第一个商业用途是用于卫星上的系统。

由于热管较高的成本和较小的需求,使得热管进入商业领域的进程非常缓慢。

在当时,大部分的电子元件散热问题,用简单的金属散热块就可以解决。

高端的军用设备是个例外,因为这样的设备需要热管的高性能,而且可以承受较高的成本。

20世纪80年代,作为高端电子产品的散热设备,热管逐渐被市场所接受。

随着热管的普及,增长的需求降低了热管的制造成本。

热管导热原理

热管导热原理

热管导热原理
热管是一种利用液体在内部循环传热的高效热传递装置,其导热原理是基于液体的相变和对流传热机制。

热管由内胆、壁面和工作介质组成,内胆内充满一定量的工作介质,通常为低沸点的液态介质。

当热管一端受热时,工作介质在受热端蒸发成为高温高压蒸汽,蒸汽在热管内产生压力,压力差驱动蒸汽向冷却端移动。

在冷却端,蒸汽失去热量凝结成为液态,液态工作介质通过毛细作用返回至受热端,完成热量传递循环。

热管的导热原理可以分为三个阶段,蒸发传热、对流传热和凝结传热。

首先是蒸发传热阶段,当热管一端受热时,工作介质吸收热量并发生相变,从液态转变为蒸汽。

这个过程需要消耗大量热量,从而起到降低受热端温度的作用。

接着是对流传热阶段,蒸汽在热管内产生压力差,驱动蒸汽向冷却端移动。

在这个过程中,蒸汽带走了大量的热量,使得热量得以快速传递。

最后是凝结传热阶段,蒸汽失去热量后在冷却端凝结成为液态工作介质。

这个过程释放出大量潜热,使得冷却端温度升高。

热管导热原理的优点在于高效、快速、无需外部能源驱动。

相比于传统的金属导热方式,热管具有传热效率高、温度均匀、结构简单、可靠性高等优势。

因此,在许多领域得到了广泛的应用,如航空航天、军事装备、电子器件、工业制冷等。

总的来说,热管作为一种高效的热传递装置,其导热原理基于液体的相变和对流传热机制。

通过蒸发、对流和凝结三个阶段的循环传热,实现了高效、快速、无需外部能源驱动的热量传递。

在实际应用中,热管具有传热效率高、温度均匀、结构简单、可靠性高等优势,因此在众多领域得到了广泛的应用。

热管工作原理

热管工作原理

热管工作原理引言概述:热管是一种利用液体在内部循环运动传热的热传导器件,具有高效、快速、均匀传热的特点。

本文将详细介绍热管的工作原理及其应用。

一、热管结构1.1 热管壳体:通常为金属材料制成,内部充满工作流体。

1.2 蒸发段:位于热管的一端,液体在此蒸发成气体。

1.3 冷凝段:位于热管的另一端,气体在此冷凝成液体。

二、热管工作原理2.1 蒸发:热管的蒸发段受热后,液体吸收热量蒸发成气体。

2.2 运动:气体在热管内部产生对流运动,将热量传递到冷凝段。

2.3 冷凝:气体在冷凝段散热后,冷凝成液体,完成热量传递循环。

三、热管的应用领域3.1 电子散热:热管可用于电子设备的散热,提高散热效率。

3.2 温度调节:热管可用于调节温度,保持设备稳定工作。

3.3 空调制冷:热管在空调中的应用可提高制冷效果,节能环保。

四、热管的优势4.1 高效传热:热管传热效率高,传热速度快。

4.2 均匀传热:热管能够实现均匀传热,避免局部过热。

4.3 结构简单:热管结构简单,易于创造和维护。

五、热管的发展前景5.1 新材料应用:随着新材料的应用,热管的传热效率将进一步提升。

5.2 智能化应用:热管在智能设备中的应用将更加广泛,提高设备性能。

5.3 绿色环保:热管的节能环保特性将使其在未来得到更广泛的应用。

总结:热管作为一种高效的热传导器件,在电子散热、温度调节、空调制冷等领域具有重要应用价值,其优势在于高效传热、均匀传热和结构简单。

随着新材料和智能化技术的发展,热管的应用前景将更加广阔,为节能环保做出贡献。

重力热管原理图

重力热管原理图

<2>观测T’1进水温度,T’2出水温度,当其基本稳定 后,记录下T’1 , T’2。
<3>记录进水杯原水量m1,(可推算出原质量),同时 计时,经Δt后,记录进水杯现水量m2。
<4>填写表2,由
p

(m1

m2
)

C
(T2 T1 ) t
计算出其传热
功率。
测量量 测量对象
金属管
热管
表2
T’1 T’2
九、感谢:
本实验原始数据及部分资料由能源动力系统及自动 化专业2005年学生张良波、杨洋提供。
h端盖重力热管原理图热管金属管tttt2tt1t设测量量测量对象热管金属管pwm2tm1t2t1测量量测量对象16032042s360900热管082164min208900金属管tttt2tt1t设测量量测量对象951750g1000g3813min218热管35750g1000g19835min191金属管pwm2m1t2tt1测量量测量对象0560420250真空表读数356430542680冷凝端温度
由于重力热管没有吸液芯,所以不仅结构简单、 成本低廉,而且传热性能优良,工作可靠。
四、实验仪器
本实验仪器包括两部分: RG-1热管原理实验仪,热管原理实验装置。 1、RG-1热管原理实验仪 前端有三个温度显示电表,分别用来显示进水温度、 出水温度、冷凝端或蒸发端温度。 另有一蒸发端温度设置调节旋扭。
2、T’2<57℃,否则管内会形成正压。 3、管中水流不宜过小,否则T’2可能超过57℃, 但也不宜过大,否则会造成T’1 , T’2之差太小,影 响测量。 4、由于整个装置不可能完全绝热,故实际传热功 率大于测量值。 5、管中负压不能太小,可通过增加酒精加以调控。

热管散热器技术原理

热管散热器技术原理

热管^热器技术原理现在的CPU、显卡、硬盘,甚至主板芯片组的发热量都大得惊人。

普通风冷散热器已经发展到极限了,要想继续提高散热性能只能寻求新的散热技术。

好在业界早已开发出诸如热管、液冷、半导体制冷等技术。

虽然这些技术里不乏高性能得散热方式,但是最贴合实际应用的还非热管莫数了。

热管应用于PC上还是近几年里的事,真正开始普及也就一年左右。

随着热管技术的成熟和大规模使用,现在的热管散热器已经走下神台,价格也是一落千丈,从最初的500以上,到现在不足百元的售价,的确让很多玩家为止欣喜。

但是,你知道为什么同样的热管散热器价格会有从几千元到几十元这么大的差价么?你知道热管散热器里面的各种技术和制造工艺么?下面我就和大家一起探讨一下关于热管散热器的方方面面。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件1964年发明于美国洛斯-阿洛莫斯国家实验氢L os Alamos National Laboratory)并在上世纪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。

它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量,具有极高的导热性,高达纯铜导热能力的上百倍,有“热超导体”之美称。

工艺过关、设计出色的热管CPU散热器,将具有普通无热管风冷散热器无法达到的强劲性能。

-TH€RMACOR€ Heat PipeNotu tt dt Iht? watur 打由白hsal 即白will svaporabaatbetow 1 co u C 血白l口iht low pre骷LI怕i •馅i曲tM haalpipd.热管工作状况示意图PC散热器中应用的热管属常温热管,工艺成熟,热管内工质为水。

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。

热管的换热基本知识及其换热计算

热管的换热基本知识及其换热计算

热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件,热管最早应用于航天领域,时至今日,已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域,石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。

热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成,热管自身形成一个高真空封闭系统,沿轴向可将热管分为三段,即蒸发段、冷凝段和绝热段。

其结构如图所示:热管的工作原理是:外部热源的热量,通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升;液体温度上升,液面蒸发,直至达到饱和蒸气压,此时热量以潜热的方式传给蒸气。

蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。

在压差的作用下,蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段,并在冷凝段的气液界面上冷凝,放出潜热。

放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热,传给热管外冷源。

冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段,完成一个循环。

如此往复,不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。

绝热段的作用除了为流体提供通道外,还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用,并使管内工质不与外界进行热量传递。

在热管真空度达到要求的情况下,热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。

根据热管的不同应用场合,我公司设计有多种不同的热管吸液芯,包括:轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。

基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证,多年实践证明,我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。

(1) 产品展示(2) 产品参数说明项目技术参数热管长度> 100mm主体材料铜管毛细结构槽沟/烧结芯/丝网管工作介质冷媒设计工作温度30~200℃设计使用倾角> 5°传热功率50~1000w (根据实际产品规格型号) 热阻系数< 0.08℃/W (参考值)传热功率测试原理测试总体要求1)加热功率有功率调节仪控制输入;2)热管保持与水平台面α角度(根据具体应用定);3)管壁上监测点的温度变化在5min内小于0.5℃认为传热达到稳定状态,记录此时传热功率为最大传热功率。

热管的换热基本知识及其换热计算

热管的换热基本知识及其换热计算

热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件,热管最早应用于航天领域,时至今日,已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域,石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。

热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成,热管自身形成一个高真空封闭系统,沿轴向可将热管分为三段,即蒸发段、冷凝段和绝热段。

其结构如图所示:condensation adiabatic section evaporationvapor flowcontainerliquid flow热管的工作原理是:外部热源的热量,通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升;液体温度上升,液面蒸发,直至达到饱和蒸气压,此时热量以潜热的方式传给蒸气。

蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。

在压差的作用下,蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段,并在冷凝段的气液界面上冷凝,放出潜热。

放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热,传给热管外冷源。

冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段,完成一个循环。

如此往复,不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。

绝热段的作用除了为流体提供通道外,还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用,并使管内工质不与外界进行热量传递。

在热管真空度达到要求的情况下,热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。

根据热管的不同应用场合,我公司设计有多种不同的热管吸液芯,包括:轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。

基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证,多年实践证明,我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。

(1)产品展示(2)产品参数说明(3)产品性能测试图例长厘700跡的真空退火管量大传储功率測试TOO6®SOO400S3002001W 图1长度700mm的真空退火管最大传热功率测试图2热管等温性测试曲线二热管技术的原理应用与发展热管传热利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。

热管的工作原理

热管的工作原理

热管的工作原理熱管 (Heat Pipe) 是在 1963 年為美國加州大學拉斯阿拉摩斯研究所 (Los Alamos Lab.) 的格魯佛氏 (Grover) 所發明,其原始研發目的是為了要解決因機器本身運作時所產生的高溫廢熱問題,並使機器可以維持在正常工作溫度中順利運轉。

在探究熱管的作用原理前,必須先了解「熱傳遞」的基礎概念。

「熱傳遞」是熱能由高溫處體傳到低溫處的現象,傳遞的方式可分為「傳導」 (Conduction)、「對流」(Convection)及「輻射」(Radiation) 三種,以下就三種傳遞方式加以說明。

∙「傳導」:為二個物體相接觸時,熱由高溫物體傳到低溫物體的現象。

∙「對流」:為固體和流體或不同溫度流體相接觸時,熱因流體的流動而傳熱的現象。

∙「輻射」:為二個物體在不相接觸的情形下,熱由電磁波傳熱的現象。

此外,在同種物質的相變化時,亦會產生「熱傳遞」的現象,此意即物體在固態與液態、或液態與氣態間的相態變化時,吸熱與散熱的現象;而當熱能處於液態與氣態間的相變化,即稱為「沸騰」或「冷凝」,其所需相變化的能量稱之為「潛熱」(Latent Heat)。

熱管的工作原理至於熱管的傳熱現象,則可包含「傳導」、「蒸發」、「對流」及「冷凝」等現象的組合,由於其利用到物質相變化時,可吸收或散發高熱能的現象,因此使得熱管成為具備極高的熱傳效率之設備。

熱管的結構十分簡單,基本上,是將液體加在一根細長、中空、二頭封閉的金屬管中,此一管子的內壁則有一層毛細物體 (Wick),而不同的金屬管材料與內加的液體物質則須依據工作環境的實際需要進行不同的操作選擇,金屬管的材料最常見的有黃銅、鎳、不銹鋼、鎢及其他合金等做為外殼,而液體物質種類則相當繁多,可包括鉀、鈉、鋰及其他等等,其必須配合實際的工作溫度需求而定,在此舉出最常見的熱管內部工作液配合工作溫度時的種類選擇如下表。

當熱管的一端置於較高溫處,而另一端處於較低溫處時,則傳熱現象便開始進行,該傳熱的方式為熱由高溫處首先穿過金屬管壁進入毛細物體中,此時毛細物體內的工作液因為受熱則開始產生蒸發的現象。

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热管工作原理示意图热管技术是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,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

目录基本简介热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决,开辟了散热行业新天地。

现在常见于cpu的散热器上。

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来看(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。

热管一端为蒸发端,另外一端为冷凝端,当热管一端受热时,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。

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。

基本特性热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件,具有以下基本特性。

1、很高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。

当然,高导热性也是相对而言的,温差总是存在的,不可能违反热力学第二定律,并且热管的传热能力受到各种因素的限制,存在着一些传热极限;热管的轴向导热性很强,径向并无太大的改善(径向热管除外)。

2、优良的等温性热管内腔的蒸汽是处于饱和状态,饱和蒸汽的压力决定于饱和温度,饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小,根据热力学中的方程式可知,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传热面积输入热量,而以较小的冷却面积输出热量,这样即可以改变热流密度,解决一些其他方法难以解决的传热难题。

4、热流方向酌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做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,当热源温度低于这一温度时,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,热管备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,这样可使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、环境的适应性热管的形状可随热源和冷源的条件而变化,热管可做成电机的转轴、燃气轮机的叶片、钻头、手术刀等等,热管也可做成分离式的,以适应长距离或冲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(无重力场)。

相关曲线图左图表示了热管管内汽-液交界面形状,蒸气质量流量,压力以及管壁温度T w 和管内蒸气温度 T v 沿管长的变化趋势.沿整个热管长度,汽-液交界处的汽相与液相之间的静压差都与该处的局部毛细压差相平衡。

△ Pc(毛细压头—是热管内部工作液体循环的推动力,用来克服蒸汽从蒸发段流向冷凝段的压力降△ Pv,冷凝液体从冷凝段流回蒸发段的压力降△Pl和重力场对液体流动的压力降(△Pg可以是正值,是负值或为零,视热管在重力场中的位置而定)。

因此,△ Pc ≥ △Pl +△ P v +△ Pg是热管正常工作的必要备件。

由于热管的用途、种类和型式较多,再加上热管在结构、材质和工作液体等方面各有不同之处,故而对热管的分类也很多,常用的分类方法有以下几种:(1)按照热管管内工作温度区分热管可分为低温热管(—273---0℃)、常温热管(0—250℃)、中温热管[250---450℃)、高温热管(450一1000℃)等。

[2)按照工作液体回流动力区分热管可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等等。

(3)按管壳与工作液体的组合方式划分(这是一种习惯的划分方法)可分为铜—水热管、碳钢。

水热管、铜钢复合—水热管、铝—丙酮热管、碳钢·荣热管、不锈钢.钠热管等等。

(4)按结构形式区分可分为普通热管、分离式热管、毛纫泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。

(5)按热管的功用划分可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等等。

相容性及寿命热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内,管内工作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化,或有变化但不足以影响热管的工作性能。

相容性在热管的应用中具有重要的意义。

只有长期相容性良好的热管,才能保证稳定的传热性能,长期的工作寿命及工业应用的可能性。

碳钢-水热管正是通过化学处理的方法,有效地解决了碳钢与水的化学反应问题,才使得碳钢—水热管这种高性能、长寿命、低成本的热管得以在工业中大规模推广使用。

影响热管寿命的因素很多,归结起来,造成效管不相容的主要形式有以下三方面,即:产生不凝性气体;工作液体热物性恶化;管壳材料的腐蚀、溶解。

(1)产生不凝性气体由于工作液体与管完材料发生化学反应或电化学反应,产生不凝性气体,在热管工作时,该气体被蒸汽流吹扫到冲凝段聚集起来形成气塞,从而使有效冷凝面积减小,热阻增大,传热性能恶化,传热能力降低甚至失效。

(2)工作液体物性恶化有机工作介质在一定温度下,会逐渐发生分解,这主要是由于有机工作液体的性质不稳定,或与壳体材料发生化学反应,使工作介质改变其物理性能,如甲苯、烷、烃类等有机工作液体易发生该类不相容现象。

(3)管壳材料的腐蚀、溶解工作液体在管壳内连续流动,同时存在着温差、杂质等因素,使管壳材料发生溶解和腐蚀,流动阻力增大,使热管传热性能降低。

当管壳被腐蚀后,引起强度下降,甚至引起管壳的腐蚀穿孔,使热管完全失效。

这类现象常发生在碱金属高温热管中。

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内径,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,焊口光滑平整质量容易保证。

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略的介绍。

5 管芯型式5.1 一个性能优良的管芯应具有:(1)足够大的毛细抽吸压力,或较小的管芯有效孔径;(2)较小的液体流动阻力,即有较高的渗透率;(3)良好的传热特性,即有小的径向热阻;(4)良好的工艺重复性及可靠性,制造简单,价格便宜。

5.2 管芯的构造型式大致可分为以下几类:(1)紧贴管壁的单层及多层网芯此类管芯多层网的网层之间应尽量紧贴,网与管壁之间亦应贴合良好,网层数有l至4层或更多,各层网的目数可相同或不同.若网层多,则液体流通截面大,阻力小,但径向热阻大;用细网时毛细抽吸力大但流动阻力亦增加.如在近壁因数层用粗孔网,表面一层用细孔网,这样可由表面细孔网提供较大的毛细抽吸压力,通道内的粗孔网使流动阻力较小,但并不能改善径向热胆大的缺点.网芯式结构的管芯可得到较高的毛细力和较告的毛细提升高度,但因渗透率较低,液体回流阻力较大,热管的轴向传热能力受到限制.此外其径向热阻较大,工艺重复性差又不能适应管道弯曲的情况,故在细长热管中逐渐由其它管芯取代。

(2)烧结粉末管芯由一定目数的金属粉末烧结在管内壁面而形成与管壁一体的烧结粉末管芯,也有用金属丝网烧结在管内壁面上的管芯.此种管芯有较高的毛细抽吸力,并较大地改善了径向热阻,克服了网芯工艺重复性差的缺点,但因其渗透率较差,故轴向传热能力仍较轴向槽道管芯及干道式管芯的小。

(3)轴向槽道式管芯在管壳内壁开轴向细槽以提供毛细压头及液体回流通道,槽的截面形状可为矩形,梯形,圆形及变截面槽道,槽道式管芯虽然毛细压头较小,但液体流动阻力甚小,因此可达到较高的轴向传热能力,径向热阻较小,工艺重复性良好,可获得精确幼儿何参数,因而可较正确地计算毛细限,此种管子弯曲后性能基本不变。

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