半导体制冷技术在电冰箱制冷系统中的应用研究
半导体制冷研究综述
半导体制冷研究综述半导体制冷技术是一种新型的制冷技术，通过用电流使半导体材料发生热电效应，实现对物体的制冷。
该技术具有体积小、重量轻、无噪音、寿命长、无污染等优点，因此在家用电器、汽车空调、航天领域等多个领域具有广阔的应用前景。
本文将综述半导体制冷技术的研究进展。
半导体制冷技术的研究可追溯到19世纪初叶，当时研究人员发现，电流通过金属导体时会产生热量，并且此热量与电流方向和导体材料有关。
这就是所谓的热电效应。
20世纪初，研究人员发现，一些半导体材料具有比金属更高的热电效应，从而引起了对半导体制冷的兴趣。
1949年，美国物理学家Bill Shockley等人在PN结的基础上发明了第一个半导体制冷器。
该器件通过使热电偶电流流经PN结，从而实现制冷效果。
尽管这个早期的半导体制冷器具有大量的缺陷，但它标志着半导体制冷技术的开端。
近年来，随着半导体材料的发展和制造工艺的改进，半导体制冷技术取得了显著的进展。
研究人员已经发现了许多新型的半导体材料和结构，以提高制冷器的性能。
其中最具代表性的是磷化铟材料。
磷化铟具有良好的电子输运性能和高制冷效率，被广泛应用于半导体制冷器件。
除了材料的改进，制冷器件的结构也发生了很大的变化。
目前，最常见的半导体制冷器件是热电堆。
热电堆由许多PN结热电偶组成，通过串联和并联连接形成。
其中，串联连接可以增加制冷效果，而并联连接可以提高制冷器的工作电压和电流。
此外，还有一些新型的结构，如压缩性半导体和量子结构。
半导体制冷技术的应用领域非常广泛。
在家用电器方面，半导体制冷技术可以用于冰箱、空调和小型冷藏盒等。
在汽车空调方面，半导体制冷技术可以提高制冷效果，减小空调系统的体积和重量。
在航天领域，半导体制冷技术可以用于航天器的热控制和太空望远镜的冷却等。
尽管半导体制冷技术在以上领域取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战。
首先，半导体材料需要具备较高的热电效应和较低的电阻率，这对材料的选择提出了要求。
半导体制冷技术及应用
半导体制冷技术及应用半导体制冷又称温差制冷或热电制冷，这项技术自20世纪50年代末发展起来后，因其具有独特的优点而得到了较广泛的应用。
在发达国家，它已用于汽车(或手提式)冰箱、白内障冷冻摘除器、核潜艇空调器、红外制导空对空导弹的红外探测器探头冷却器、照相显影液恒温冷却器、宇航员及坦克乘员的空调服等方面。
我国在20世纪60年代开始对半导体制冷进行了研究，并生产出性能良好的半导体制冷材料。
随着我国经济的高速发展，许多领域有待于用半导体制冷技术去进一步开拓。
本文介绍半导体制冷技术的原理、特点及主要应用。
半导体制冷技术的工作原理和特点1834年，法国科学家帕尔帖发现，当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象(具体视电流方向而定)，这种现象被称为帕尔帖效应(见图1)。
半导体制冷是帕尔帖效应在工程技术上的具体应用。
可供制冷用的半导体材料有很多，如PbTe、ZnSb、SiGe、AgSbTez等。
衡量半导体材料制冷效率高低的一个主要参数为优值系数Z，Z越大，则效率越高。
Z=α2/k ρ，式中α为温差电动势，k为热导率，ρ为电阻率。
目前研究使用最多的半导体材料是P－Bi2Te3.Sb2Te3、N－Bi2Te3.Bi2Se3准三元合金，它们具有较好的优值系数。
P型半导体材料的优值系数Zp>3.5×10－3k－1，n型半导体材料的优值系数Zn>3×10－3k－1。
如要使半导体制冷的经济性达到与机械压缩式制冷相当的水平，则优值系数须达到13×10－3k－1。
当前，世界各国都投入了相当大的人力财力致力于开发新型制冷材料，但进展缓慢。
Fig.1 帕尔帖效应Fig. 2 半导体制冷模型图2示出了半导体制冷模型的原理。
在电流的作用下，由于帕尔帖效应，热量由Tc转向Th，使Tc温度降低，成为冷端，Th温度升高，成为热端。
借助于散热器等各种传热手段，使热端的热量不断散发，将冷端置于工作室中去吸热降温，即形成制冷。
半导体制冷器原理及应用研究
半导体制冷器原理及应用研究摘要：本文介绍了半导体制冷器的基本工作原理、优点、缺点和随后对半导体的相关公式进行了推导。
最后根据半导体的研究现状，提出了半导体制冷器的主要性能参数，为今后的半导体制冷技术研究提供借鉴。
关键词：半导体制冷器；原理；应用研究1.引言目前，能源消耗问题是国际学术研究的热点，而中国作为能源消耗大国，因此研究如何降低能源消耗，实现可持续发展具有非常重大的现实意义。
半导体制冷器作为一种新型的制冷技术，具好广阔的应用前景。
半导体制冷器具有体积小、功耗低、无污染、降温快等诸多优点，符合环境保护以及低功耗的要求，在许多行业得到了广泛的应用。
虽然半导体制冷器的制冷量不大，但是降温速度非常快，非常适用于对制冷器的尺寸有严格要求的场所。
2.半导体制冷器的工作原理2.1 半导体制冷的物理基础半导体制冷又称为热电制冷（Thermoelectric cooler）或温差电制冷。
当直流电流通过具有热电转换特性的导体组成的回路时具有制冷功能，这就是所谓的热电致冷，由于半导体材料具有非常好的热电能量转换持性，因此，热电制冷又称为半导体制冷。
半导体制冷是基于帕尔贴效应、塞贝克效应、焦尔效应、汤姆逊效应和傅里叶效应五种效应建立起来的新型制冷技术。
（1）帕尔贴效应当电流通过由不同材料导体组成的回路时，在导体的连接处，会发生吸热和放热现象。
这时吸收和放出的热量就是帕尔贴热。
回路的一端为吸热，而另一端为放热。
（2）塞贝克效应将两种不同的材料和温度的导体相连接并组成回路时，这个回路之中就会产生电流，这就叫做塞贝克效应，这与帕尔贴效应是相逆的。
（3）焦尔效应焦尔效应是指当通过电流时，金属导体内部的热量与通过金属导体的电流平方成正比。
（4）汤姆逊效应当不同金属材料组成的闭合回路接入电流时，不仅会有赛贝尔效应和帕尔帖效应，还会产生一种汤姆逊效应，产生的热为汤姆逊热。
（5）傅里叶效应在金属材料中，沿着某固定方向的热传导过程叫做傅里叶效应，热传导是不可逆的，且垂直方向的面积与垂直方向上温度差的乘积成正比。
半导体制冷技术原理与应用初探
半导体制冷技术原理与应用初探摘要:随着科学经济的高速发展，制冷技术也在不断的突破更新。
近些年出现了一种新的制冷技术，那就是半导体质量技术。
半导体制冷技术最大的特点就是能打破常规，强制把物体温度降到比周围的温度更低的效果。
它能达到的这种良好的效果对于我们日常的生活以及科学的研究都有着极大的帮助。
本文通过对半导体证技术的原理以及发展进行逐一的讨论，希望能给相关人员一些启发。
关键词：半导体;制冷技术；强行打破热平衡前言:半导体制冷技术是一种典型的电子制冷技术，它的另一个名字是热电制冷。
就目前来说，大部分的热电制冷技术所采用的相关材料都是半导体，所以我们习惯称这种制冷技术为半导体制冷技术。
这个制冷技术是从外国引进的一种新的制冷方式，如果能运用于我们的实际生活当中，将会给我们的生活带来巨大的益处。
1半导体制冷技术的有关原理以及发展历程1.1半导体制冷技术的有关原理半导体制冷技术的最根本原理就是一种温差效应。
它利用了半导体材料导热的的特点用电子的流动来达到一种上下温差不同的效果。
具体的体现方式是让相应的直流电通过时放出或者吸收出不同的热量，从而导致了一种温差的产生。
就比如说如果在放热端装置一个相应的散热的半导体材料，那么这个端口就可以通过相应的热量运输来达到一种制冷的效果，从而变成一个新型的制冷器。
而当我们把电流的方向进行一个逆向改变的话，它又能起到一种制热的效果，这就满足了我们对于制冷和制热效果的需求。
1.2半导体制冷技术的发展历程半导体的制冷技术从根本上来说不能算是一种新型的技术，因为它在上个世纪50年代就曾出现过，而且风靡一时。
流行的原因就是因为它的性能以及制冷的速度都是非常快的。
而且当时电力的发展很迅速，而半导体制冷技术一插上电就能达到一种制冷的效果，致使当时的人们都喜欢这种方式。
相应的机械加工制造厂也更青睐于用这种方式去研究和制造机器。
但是由于当时的硬件质量是比较差的，这就导致这种技术没有一个物质原料的基础，所以也就不能做一个大规模的实用化的发展趋势。
半导体制冷散热系统分析
半导体制冷散热系统分析随着电子设备的日益普及和功能的不断升级，热量的产生也越来越成为电子设备的一个严重问题。
过多的热量会导致电子设备的性能下降甚至损坏，因此制冷散热系统成为了电子设备中至关重要的一环。
半导体制冷散热系统就是其中一种先进的技术，本文将对半导体制冷散热系统进行深入分析。
1.半导体制冷散热系统的原理半导体制冷散热系统是利用半导体材料的P-N结构产生热电效应，通过对电流的控制实现制冷散热的技术。
其原理是利用在电场作用下，P-N结两侧会形成热流，一侧冷却，一侧加热，从而实现制冷作用。
这种制冷方式与传统的压缩机和蒸发器不同，没有机械部件，也没有运动部件，因此没有摩擦损耗。
相比传统的压缩机和蒸发器制冷系统，半导体制冷散热系统有几个显著的优势。
首先是体积小，重量轻，可以更方便地集成到各种电子设备中，适用范围更广。
其次是工作时没有噪音和震动，不会对周围环境和人体造成干扰，适用于一些对噪音要求较高的场合。
最重要的是半导体制冷散热系统的制冷速度快，响应时间短，能够更快速地降低设备的温度。
半导体制冷散热系统已经在诸如激光器、半导体激光器、红外探测器、光电探测器等高端光电子设备中得到了广泛应用。
这些设备对温度要求非常严格，需要快速、精确的温度控制，而半导体制冷散热系统正是能够满足这些要求的最佳选择。
在一些对噪音和体积要求较高的领域，例如医疗设备、航空航天设备等领域，半导体制冷散热系统也有着广阔的应用前景。
随着半导体材料和技术的不断进步，半导体制冷散热系统也在不断发展和改进。
未来，随着新型材料和新工艺的应用，半导体制冷散热系统的性能将进一步提升，制冷效率将得到进一步的提高。
随着人们对环保要求的不断提高，半导体制冷散热系统也将朝着能耗更低、环保性能更好的方向发展，以满足社会的环保要求。
基于半导体制冷的冰箱制冷效率提高的研究
基于半导体制冷的冰箱制冷效率提高的研究【摘要】随着科学技术的不断发展,冰箱行业也日趋壮大，冰箱制冷效率的提高直接影响着人们生活。
本文从半导体制冷空调器的特点、提高半导体制冷空调效率的途径及试验分析等几个方面进行了分析。
【关键词】半导体制冷；效率；提高一、前言近年来，由于半导体的应用领域越来越广泛，基于半导体制冷的冰箱制冷效率提高的研究问题引起了人们的重视。
虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强半导体制冷在冰箱制冷的运用，对我国冰箱制冷工程有着重要意义。
二、半导体制冷空调器的特点半导体制冷空调器与压缩式制冷空调器相比,具有以下优点结构简单,没有机械传动机构,故工作时无噪声、无磨损、无震动、寿命长、维修方便,可靠性高；不使用制冷剂,故无泄漏、无污染；直流供电,电流方向转换方便,可冷热两用；重量、尺寸较小,便于安装；热惯性小,负荷可调性强,调节和控制方便；工作状态不受重力场的影响；百瓦级的小功率空调器的成本与压缩制冷空调的成本相差不大；而十瓦级的微型空调器的成本远低于压缩制冷,具有压缩制冷无法替代的优势。
半导体制冷空调具有如上所述众多的优点,但是半导体制冷空调器的制冷效率较低,它的制冷效率只有机械制冷效率的30%。
因此限制了半导体制冷空调在民用领域的应用。
三、提高半导体制冷空调效率的途径半导体制冷空调器最大的不足是制冷效率较低,这限制了半导体制冷空调器的推广和应用。
提高半导体制冷空调器的效率,要从影响制冷效率因素的分析入手,找出有效的解决方法。
热电制冷的关键问题是材料问题,但近20年该方面的研究进展表明,半导体材料优值系数的提高非常困难,因此对半导体材料的探索仍需要很长的时间。
目前,在高优值系数的材料何时出现还是个未知数的情况下,解决好热电堆热端散热问题,对系统制冷效率的提高起到至关重要的作用。
半导体制冷热端散热方式有很多种,包括空气自然对流、空气受迫对流、水冷散热、环流散热、利用物质的熔化潜热散热等。
半导体制冷式电子冰箱的高精度温度控制电路
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半导体冷却制冷方案
半导体冷却制冷方案1.引言1.1 概述在半导体器件的运行过程中，发热是一个普遍存在的问题。
过高的温度不仅会降低半导体器件的性能和可靠性，还可能导致设备的损坏甚至失效。
因此，半导体器件的冷却问题一直是一个重要的研究领域。
本文将探讨半导体冷却制冷方案，旨在解决半导体器件发热问题，提高其工作效率和稳定性。
随着技术的不断进步，冷却技术也在不断发展，目前已经涌现出许多高效的半导体冷却制冷方案。
通过对传统冷却技术的介绍和分析，我们可以看到其存在的一些问题和局限性，比如制冷效果有限、能耗较高等。
为了解决这些问题，研究人员提出了一些新的制冷方案，如热管技术、热电制冷技术、基于纳米材料的制冷技术等。
热管技术是一种基于热传导原理的高效冷却技术，通过高热导率的工质在内外两侧建立热传导通道，实现热能的快速传递和散发。
热电制冷技术则是利用热电材料的特性，通过热电效应将热能直接转化为电能或者将电能转化为热能，从而实现对半导体器件的冷却。
此外，基于纳米材料的制冷技术也引起了研究人员的兴趣。
纳米材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，在制冷领域具有巨大的潜力。
例如，纳米流体冷却技术利用具有高热导率和较大比表面积的纳米流体对半导体器件进行冷却，可以实现更高效的热传导和散热效果。
总的来说，半导体冷却制冷方案是一个非常重要和前沿的研究课题，对于提高半导体器件的性能和可靠性至关重要。
本文将对冷却技术概述和半导体冷却制冷方案进行详细介绍和分析，旨在为相关研究和应用提供一定的参考和指导。
文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和各个章节的内容安排。
通过正确的结构分布，读者能够更加清晰地理解文章的思路和逻辑关系。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要由三个方面组成：1.1 概述：对半导体冷却制冷方案的背景和重要性进行简要介绍。
解释半导体冷却作为一种制冷技术的关键性质和具体应用领域。
1.2 文章结构：给出本文的整体结构和各章节的摘要，以帮助读者更好地理解和阅读整篇文章。
半导体制冷冰箱好不好用
半导体制冷冰箱好不好用
半导体制冷技术是现代制冷设备中新兴的一种技术，在冰箱中的应用也逐渐增多。
半导体制冷冰箱相比传统压缩机制冷冰箱有着自身独特的优势和劣势，那么半导体制冷冰箱到底好不好用呢？
优势
1.低噪音：半导体制冷冰箱由电子元件控制制冷，相比传统冰箱的压
缩机制冷方式，噪音更低，使用更加舒适。
2.节能环保：半导体制冷冰箱的制冷元件直接受电流控制，不需要使
用臭氧层破坏物质，符合环保要求，并且节能效果明显。
3.体积小巧：半导体制冷冰箱的制冷元件体积小巧，整体设计更加紧
凑，适合小型空间使用。
4.制冷速度快：半导体制冷冰箱响应速度快，制冷速度比传统冰箱更
快，可以更快冷却食物。
劣势
1.制冷能力有限：半导体制冷冰箱相比传统压缩机制冷冰箱，制冷能
力相对有限，适合存储少量食物或者作为辅助冷藏使用。
2.价格较高：由于半导体制冷技术相对较新，制造成本较高，因此半
导体制冷冰箱的价格往往比传统冰箱要高一些。
3.环境温度限制：半导体制冷冰箱的制冷效果容易受到环境温度的影
响，在高温环境下制冷效果可能会减弱。
结论
综上所述，半导体制冷冰箱有着独特的优势，如低噪音、节能环保等，但也存在制冷能力有限、价格较高等劣势。
对于一些对噪音敏感、追求节能环保的用户来说，半导体制冷冰箱是一个不错的选择；但对于有大量食物需求，对制冷效果要求较高的用户来说，传统冰箱可能更为适合。
最终，选择半导体制冷冰箱还是传统冰箱应该根据个人需求和偏好做出综合考量。
冰箱半导体制冷是什么意思
冰箱半导体制冷是什么意思
冰箱半导体制冷是一种新型制冷技术，利用半导体材料的热电效应实现制冷的过程。
传统的冰箱制冷技术主要依靠压缩机循环制冷原理，而半导体制冷技术则是一种更加高效、节能的制冷方式。
半导体制冷的原理是基于热电效应，即某些材料在电流通过时会发生温度变化的现象。
半导体材料在两端施加电压时，会在一个端产生冷却效应，而在另一个端产生加热效应，这样就能实现制冷的效果。
与传统压缩机制冷相比，半导体制冷技术有着许多优势。
首先，半导体制冷设备体积小巧轻便，可以更加灵活方便地布置在家用电器中。
其次，半导体制冷系统无需使用环境污染氟利昂等冷媒，对环境更加友好。
此外，半导体制冷技术还具有响应速度快、能源效率高等优点，能够更快速地实现制冷效果。
虽然半导体制冷技术在理论上有很多优势，但在实际应用中还存在一些挑战。
由于半导体材料价格较高，制冷设备的制造成本较传统制冷设备高，导致半导体制冷技术的商业化进程相对较慢。
同时，半导体制冷设备的制冷效率受环境温度、电流稳定性等因素的影响，需要在实际应用中做出更多的优化和调整。
总的来说，冰箱半导体制冷技术作为一种新型的制冷方式，具有诸多优势和潜力。
随着科技的不断发展，相信这种新型制冷技术将会在家用电器领域有着更广泛的应用，为我们的生活带来更多便利和节能效果。
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目录目录目录 (I)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)第2章热管的介绍 (2)2.1 热管结构及其工作原理 (2)2.2 热管的种类 (3)2.3 热管的优点 (4)2.4 热管技术在工业中应用的特点 (4)2.5 热管的热导能力 (4)第3章热管换热技术的应用 (5)3.1热管换热器 (5)3.1.1 热管换热器的概述 (5)3.1.2 热管换热器的构造原理 (6)3.1.3 热管换热器主要特点 (6)3.2高温热管换热器 (7)3.2.1 高温热管换热器的概述 (7)3.2.2 高温热管换热器的特点 (7)3.2.3 高温热管换热器的应用实例 (7)第4章热管的应用现状 (8)4.1 现今各科学技术工作者从事的热管研究 (8)4.2 热管技术发展中仍然存在的问题 (10)第5章热管技术的发展趋势 (11)5.1热管技术的扩展与展望 (11)5.1.1 热管的小型微型化 (11)5.1.2 热管的大型超大型化 (12)5.2各种类型的热管在不同领域的发展 (13)5.3热管结构的新兴发展 (13)第6章结论 (14)设计总结 (15)参考文献 (16)致谢 (18)I白城师范学院本科学位论文第1章绪论1.1引言当今传热工程面临两大问题，即研究高绝热材料和高导热材料。
在高导热材料中，有铝、紫铜、银等，其导热系数分别为220W/（m·℃），385 W/（m·℃） , 410 W/（m·℃）,导热数量级为10² W/（m·℃），远不能解决特殊工况下对快速散热和传热的要求。
而热管则可以解决这个问题。
热管的原理首先是由美国俄亥俄州通用发（GeneralMotorsCorporation, 0hio, U . S. A)的R · S · Gaugler于1944年在美国专利中提出的。
1962年 L.Trefethen再次提出类似于Gaugler的传热元件用于宇宙飞船，但因这种建议并未经过实验证明，亦未能诸实施。
1963年美国Los Alamos国家实验室的G · M· Grover重新独立发明了类似于gaugler的传热元件，并进行了性能测试实验，在美国《应用物理》杂志上公开发表了第一篇论文，并正式将此传热元件命名为热管“heat pipe”。
热管作为一种高效传热元件，正在逐渐被人们所认识，并在各种节能换热设备中发挥着越来越重要的作用。
我国的热管技术开发研究主要以工业化应用为特色，经过二十多年的研究努力，相继开发成功了热管蒸汽发生器、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等热管式设备，在冶金、化工、动力、等工业领域应用中取得了可喜的成果。
热管是一种利用汽化和冷凝的高潜热、毛细抽吸现象及无需外界动力而能够进行传热的高效节能元件。
由于热管具有较高的热导能力、传热系数高、具有优良的等温性能、环境适应力强、结构简单和运行维修费用低等优点。
近年来随着人们对热管技术研究的不断成熟和深入,已经广泛应用于建筑、交通、化学、纺织、生产、生活等各个领域，其在各个领域应用极其广泛,在降低了企业的能耗同时,也保护了环境,取得了良好的经济效益和社会效益。
纵观国外热管技术理论研究和应用研究的发展与现状, 在美国、日本等国已商品化，系列化，目前还正在向大型化发展。
热管技术研究的重心也已经从理论研究转移到应用研究, 热管的生产，热管的应用已经由航天转向地面,由工业转向民用，但热管技术还存在很大的发展空间。
1白城师范学院本科学位论文第2章热管的介绍2.1 热管结构及其工作原理热虹吸管是热管的一种，它是一根装入少量液体的竖直真空密封管子，通常称作热虹吸管。
管子的下端加热时，下端的液体蒸发，以高速向上部移动，当与温度较低的上端管壁接触后，冷凝成液体。
液体靠重力作用沿管子内壁流回下端蒸发段，如此由管子下端向上端连续不断地传递热量。
由于液体的蒸发潜热大，蒸汽的流动阻力小，所以传热效率高，传热温差小。
热虹吸管的应用历史较长，其内使用的工质除水以外还有许多种。
其缺点是蒸发段必须位于下端，同时不能在无重力场的状态下使用。
这是因为冷凝液必须借助重力作用才能回流到蒸发段。
为解决这一问题，可以采用有吸液芯的毛细结构，利用毛细作用使冷凝液回流，这种结构的热管称为标准热管，(以下简称为热管)。
热管通常是一个封闭的高真空金属管，管内有一定数量的蒸汽工质，管内壁覆盖有多孔材料构成的管芯(毛细吸液芯)其中吸满液态工质，管芯的作用是回送冷凝液，管外壁根据传热需要可设置不同形式的翅片，常用的热管管壳截面为圆形。
重力热管内部没有毛细吸液芯，但必须将冷凝段置于蒸发段的上部，冷凝工质靠重力流回蒸发段【1】。
热管沿轴向可分为蒸发段、绝热段、和冷凝段三部分。
热管的工作原理类似于热虹吸管，只是用毛细力代替重力使液体工质回流．现简述其原理．热管内装的都是能润湿吸液芯的工质，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。
当冷凝段的温度低于蒸发段的温度时，也就是说当热管的一端受热时，毛细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，由于液体表面的张力而使液面呈现弯月面， R为弯月面的曲率半径，r为吸液芯毛细孔半径，且有 R=r/cosθ由静力学原理可知，弯月面两侧压力差△p=2σcosθ，其中σ为液体的表面张力系数。
由此可知，热管蒸发段冷凝段两端压差△p=△pe -△pc=2σ(cosθe/r- cosθc/r)(等一半)在蒸发段，由于工质蒸发，液面形成凹面，近似有cosθe=1(θe=0°)．在冷凝段，由于蒸汽冷2白城师范学院本科学位论文凝，液体不断得到补充而近似于平面，Cosθc=0(θc=90°)．此时，热管两端压差有最大值为△p=2θ/r, △p就是热管内部工作液体循环的推动力，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不已，热量从热管的一端传至另一端。
当热管倾斜或垂直放置时，其工质的循环流动将受重力的影响，可将蒸发段置于下方，则在上方冷凝的液体工质可借助重力而回流到蒸发段，因此可不采用吸液芯，这就是重力热管。
重力热管，工质靠重力在热管内回流，无需采用吸液芯，这就减小了热管的加工难度，降低了制造成本，广泛应用于各领域。
所以，热管是凭借封闭管内的工作介质反复发生相变（蒸发、冷凝）而进行热量传递的一种高效传热元件。
它能快速将热能从一点传至另一点的装置，由于它具有超常的热传导能力，而且几乎没有热损耗，因此它被称作传热超导体，其导热系数为铜的数千倍。
图1热管工作原理图2.2 热管的种类按工作温度可以分为低温热管，常温热管，中温热管，高温热管等；按管壳材料和工作介质可以分为铜－水热管，低碳钢－水热管，铝－氨热管,不锈钢－钠热管；按结构形式可分为普通热管，分离式热管，微型热管，平板热管，毛细泵回路热管等。
按热管的功能可以分为传热热管，热二极管，仿真管，制冷热管等。
3白城师范学院本科学位论文2.3热管的优点1)高效的导热性。
热管中热量的传递是靠介质相变而形成的对流进行的，而不象铜、铝等金属的传热是靠分子的热运动而传导的，所以，热管能传递的热量和速度比银、铜等金属大几百倍。
在高温场合，则要大几十万倍，有人把热管称之为热的“超导体”，由此可见其导热性很强。
2）恒温性。
热管表面的温度是由蒸汽温度控制的，当局部受热量增大时，管内的蒸汽压力升高，管内空间的温度变得更均匀。
这种等温性与热管的形状和尺寸关系不大。
例如长的热管，两端温差可小于1℃。
3）优良的热响应性。
热管的启动温差（蒸发段温度与冷凝段温度之差）很小，只要蒸发段的温度稍微高于其冷凝段的温度，热管就可以开始工作。
热管内部压力很小，当蒸发端受热后，蒸汽就以近似于该温度下的速度前进。
4）热管的结构简单、重量轻、体积小、维修方便。
5）热管没有运动部件，运行可靠，使用寿命长。
6）能在失重状态下工作，可用在宇宙飞船和人造卫星上。
2.4 热管技术在工业中应用的特点热管技术在工业中得以应用有着重大的前景是基于以下热管的本质特征，这些特征己为近年来的应用所证实。
热管的高热传导性能,其导热性能是优良导热材料〔铜、银等)的几千倍、甚至上万倍，具有“超导热体”之称。
热管的二次间壁换热特性是实现安全、可靠、长周期运行的重要保证。
热管的热流变换及自吹灰特性是防止工业上换热设备露点腐蚀及灰尘堵塞的重要技术保证;热管的均温热屏蔽及分离式热管技术的完善,将可能解决化学反应器中温度分布不均匀、反应过程偏离最佳反应温度的缺陷等问题。
液态金属热管的出现及材料价格的下降，可能实现在超高温反应设各中实现连续取热【2】。
2.5 热管的热导能力热管具有好的热导能力,从热力学的角度看，而为什么热管会拥有非常好4白城师范学院本科学位论文的导热能力!由于物体的吸热、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。
热传递有三种方式：1传导、2辐射、3对流，其中热传导最快。
所以热管就是利用蒸发制冷，使得热管的两端温度差非常大，使热量快速的传导。
一般的热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，称为密闭容器 : 不同的工作流体须选择兼容的壳体材料与之配合。
热管的内部是被抽成负压的状态，并充入适当的液体，这种液体沸点比较低，而且容易挥发，称为作动流体: 包括水、甲醇、氨等。
管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成，称为毛细结构: 包括铜网、纤维、沟槽、烧结。
热管的一段为蒸发端，而另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体会迅速蒸发，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，然后液体再沿多孔材料并靠毛细力的作用流回蒸发段，不断的循环，热量就从热管一端传到另外一端。
这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开。
第3章热管换热技术的应用热管技术是一门新型传热技术，它是一种利用封闭在管内的物质反复进行物理相变(蒸发与凝结)来传递热量的一种高效能传热元件。
热管技术自被发明以来，经历了60多年的历史，已被广泛应用于传热、换热、集热、散热等领域，在工业领域热管换热器被应用于锅沪的余热回收、省煤器、空气预热器中;在集热应用中主要是在太阳能的真空玻璃管的热管应用;在散热的应用上，主要是在笔记本电脑、台式机及其他IT设备中使用【3】。
3.1热管换热器3.1.1 热管换热器的概述热管换热器介绍：我国自二十世纪70年代开始对热管进行研究，自80年代以来相继开发了热管气－气换热器、热管气－水换热器、热管余热锅炉、热管蒸汽发生器、热管热风炉等各类热管产品。
热管换热技术因其卓越的换热能5白城师范学院本科学位论文力及其他换热设备所不具有的独特换热技术在航空、化工、石油、建材、轻纺、冶金、动力工程、电子电器工程以及太阳能等领域得到了广泛的应用。