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導熱管的基本特性

2019-08-24

  導熱性


  熱管內部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱,熱阻很小,因此具有很高的導熱能力。與銀、銅、鋁等金屬相比,單位重量的熱管可多傳遞幾個數量級的熱量。當然,高導熱性也是相對而言的,溫差總是存在的,不可能違反熱力學第二定律,並且熱管的傳熱能力受到各種因素的限製,存在著一些傳熱極限;熱管的軸向導熱性很強,徑向並無太大的改善(徑向熱管除外)。[1]

散熱管

  等溫性


  熱管內腔的蒸汽是處於飽和狀態,飽和蒸汽的壓力決定於飽和溫度,飽和蒸汽從蒸發段流向冷凝段所產生的壓降很小,根據熱力學中的方程式可知,溫降亦很小,因而熱管具有優良的等溫性。[1]


  可變性


  熱管可以獨立改變蒸發段或冷卻段的加熱麵積,即以較小的加熱麵積輸入熱量,而以較大的冷卻麵積輸出熱量,或者熱管可以較大的傳熱麵積輸入熱量,而以較小的冷卻麵積輸出熱量,這樣即可以改變熱流密度,解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。[1]


  可逆性


  一根水平放置的有芯熱管,由於其內部循環動力是毛細力,因此任意一端受熱就可作為蒸發段,而另一端向外散熱就成為冷凝段。此特點可用於宇宙飛船和人造衛星在空間的溫度展平,也可用於先放熱後吸熱的化學反應器及其他裝置。[1]


  開關性能


  熱管可做成熱二極管或熱開關,所謂熱二極管就是隻允許熱流向一個方向流動,而不允許向相反的方向流動;熱開關則是當熱源溫度高於某一溫度時,熱管開始工作,當熱源溫度低於這一溫度時,熱管就不傳熱。[1]


  恒溫特性


  普通熱管的各部分熱阻基本上不隨加熱量的變化而變,因此當加熱量變化時,熱管各部分的溫度亦隨之變化。但人們發展了另一種熱管——可變導熱管,使得冷凝段的熱阻隨加熱量的增加而降低、隨加熱量的減少而增加,這樣可使熱管在加熱量大幅度變化的情況下,蒸汽溫度變化極小,實現溫度的控製,這就是熱管的恒溫特性。[1]


  環境適應性


  熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件而變化,熱管可做成電機的轉軸、燃氣輪機的葉片、鑽頭、手術刀等等,熱管也可做成分離式的,以適應長距離或衝熱流體不能混合的情況下的換熱;熱管既可以用於地麵(重力場),也可用於空間(無重力場)。


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