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产品名称

热管

热管是通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量,其传热性能类似于超导体导电性能,它具有传热能力大,传热效率高的特点。
所属分类
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产品描述
  产 品 说 明:
 
  热管是通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量,其传热性能类似于超导体导电性能,它具有传热能力大,传热效率高的特点。
 
  重力热管在密闭的管内先抽成真空,在此状态下充入少量工质。在热管的下端加热,工质吸收热量汽化为蒸汽,在微小的压差下,上到热管上端,并向外界放出热量,且凝结为液体。冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁返回到受热段,并再次受热汽化,如此循环往复,连续不断地将热量由一端传向另一端。
 
 
  热管的工作原理
 
  在加热热管的蒸发段,管芯内的工作液体受热蒸发,并带走热量,该热量为工作液体的蒸发潜热,蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段,凝结成液体,同时放出潜热,在毛细力的作用下,液体回流到蒸发段。这样,就完成了一个闭合循环,从而将大量的热量从加热段传到散热段。
 
  当加热段在下,冷却段在上,热管呈竖直放置时,工作液体的回流靠重力足可满足,无须毛细结构的管芯,这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。热虹吸管结构简单,工程上广泛应用。
 
  热管的基本工作
 
  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。
 
 
  热管分类
 
  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、温度区分
 
  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(450-1000℃)等。
 
  2、回流动力区分
 
  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、组合方式划分
 
  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、结构形式区分
 
  按结构形式区分,可分为普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。
 
  5、功用划分
 
  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。
 
 
  热管的基本特征
 
  1.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)。 [1]
 
  2.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.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.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。 [1]
 
  5.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。 [1]
 
  6.恒温特性
 
  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,热管各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。 [1]
 
  7.环境适应性
 
  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)。
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