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熱管技術

2019-08-24

  熱管技術是1963年美國洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)國家實驗室的喬治格羅佛(GeorgeGrover)發明的一種稱為“熱管”的傳熱元件,它充分利用了熱傳導原理與相變介質的快速熱傳遞性質,透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。

LED熱管

  熱管(heatpipe)技術以前被廣泛應用在宇航、軍工等行業,自從被引入散熱器製造行業,使得人們改變了傳統散熱器的設計思路,擺脫了單純依靠高風量電機來獲得更好散熱效果的單一散熱模式,采用熱管技術使得散熱器即便采用低轉速、低風量電機,同樣可以得到滿意效果,使得困擾風冷散熱的噪音問題得到良好解決,開辟了散熱行業新天地。現在常見於cpu的散熱器上。從熱力學的角度看,為什麽熱管會擁有如此良好的導熱能力呢?物體的吸熱、放熱是相對的,凡是有溫度差存在的時候,就必然出現熱從高溫處向低溫處傳遞的現象。從熱傳遞的三種方式來看(輻射、對流、傳導),其中對流傳導最快。熱管是利用介質在熱端蒸發後在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱),使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內部是被抽成負壓狀態,充入適當的液體,這種液體沸點低,容易揮發。管壁有吸液芯,其由毛細多孔材料構成。熱管一端為蒸發端,另外一端為冷凝端,當熱管一端受熱時,毛細管中的液體迅速汽化,蒸氣在熱擴散的動力下流向另外一端,並在冷端冷凝釋放出熱量,液體再沿多孔材料靠毛細作用流回蒸發端,如此循環不止,直到熱管兩端溫度相等(此時蒸汽熱擴散停止)。這種循環是快速進行的,熱量可以被源源不斷地傳導開來。


  典型的熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成,將管內抽成1.3×()Pa的負壓後充以適量的工作液體,使緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體後加以密封。管的一端為蒸發段(加熱段),另一端為冷凝段(冷卻段),根據應用需要在兩段中間可布置絕熱段。當熱管的一端受熱時毛紉芯中的液體蒸發汽化,蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結成液體,液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發段。如此循環不己,熱量由熱管的一端傳至另—端。熱管在實現這一熱量轉移的過程中,包含了以下六個相互關聯的主要過程:⑴熱量從熱源通過熱管管壁和充滿工作液體的吸液芯傳遞到(液---汽)分界麵;⑵液體在蒸發段內的(液--汽)分界麵上蒸發;⑶蒸汽腔內的蒸汽從蒸發段流到冷凝段;⑷蒸汽在冷凝段內的汽.液分界麵上凝結:⑸熱量從(汽--液)分界麵通過吸液芯、液體和管壁傳給冷源:⑹在吸液芯內由於毛細作用使冷凝後的工作液體回流到蒸發段。


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