一、熱管及熱管原理
熱管是一種導(dǎo)熱性能力特別強(qiáng)的導(dǎo)熱管元件,它利用相變原理和毛細(xì)作用,使得它本身的傳熱效率比同樣材質(zhì)的純銅高出數(shù)千倍。
熱管的工作原理(附圖1)
熱管工作原理說明:熱管管內(nèi)的液體受熱汽化;汽化了的飽和蒸汽向冷端流動(dòng);飽和蒸汽在冷端冷凝放出熱量;冷凝液體回到熱端繼續(xù)吸熱汽化。
熱管工作狀態(tài)剖析圖(附圖2)
二、熱管的種類
由于熱管的用途、種類和型式較多,再加上熱管在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和工作液體等方面各有不同之處,故而對熱管的分類也很多,常用的分類方法有以下幾種。
l 、按照熱管管內(nèi)的工作溫度區(qū)分,熱管可分為低溫?zé)峁埽?273℃~0℃)、常溫?zé)峁埽?℃~250℃)、中溫?zé)峁埽?50℃~450℃)、高溫?zé)峁埽?50℃~1000℃)等。
2、按照工作液體回流動(dòng)力區(qū)分,熱管可分為有芯熱管、兩相閉式熱管(又稱重力熱管)、兩相環(huán)流熱管(又稱環(huán)形熱管)、策略輔助熱管、旋轉(zhuǎn)熱管、電流體動(dòng)熱熱管、磁流體動(dòng)力熱管、滲透熱管等等。
3、銅-水熱管、碳鋼-水熱管、銅鋼復(fù)合-水熱管、鋁-丙酮熱管、碳鋼-萘熱管、不銹鋼-鈉熱管等等。
4、按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分,可分為普通熱管、分離式熱管、毛細(xì)泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等等。
5、按熱管的功用劃分,可分為傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關(guān)管、熱控制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等等。
三、熱管的相容性及壽命
熱管的相容性是指熱管在預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命內(nèi),管內(nèi)工作液體同殼體不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)或物理變化,或有變化但不足以影響熱管的工作性能。相容性在熱管的應(yīng)用中具有重要的意義。只有長期相容性良好的熱管,才能保證穩(wěn)定的傳熱性能,長期的工作壽命及工業(yè)應(yīng)用的可能性。正規(guī)廠家熱管正是解決好了此類問題,才使得制造的熱管具有高性能、長壽命,才能在各行業(yè)應(yīng)用中得到廣泛推廣。
影響熱管壽命的因素很多,歸結(jié)起來,造成熱管不相容的主要形式有以下三個(gè)方面,即,產(chǎn)生不凝性氣體;工作液體熱物性惡化;管殼材料的腐蝕、溶解。
1、產(chǎn)生不凝性氣體。由于工作液體與管殼材料發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生不凝性氣體,在熱管工作時(shí),該氣體被蒸汽流吹掃到冷凝段聚集起來形成氣塞,從而使得有效冷凝面積減小,熱阻增大,傳熱性能惡化。
2、工作液體物性惡化。有機(jī)工作介質(zhì)在一定溫度下,會逐漸發(fā)生分解,這主要是由于工作液體的性質(zhì)不穩(wěn)定,或與殼體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使工作介質(zhì)改變其物理性能。
3、管殼材料的腐蝕、溶解。工作液體在管殼內(nèi)連續(xù)流動(dòng),同時(shí)存在著溫差、雜質(zhì)等因素,使管殼材料發(fā)生溶解和腐蝕,流動(dòng)阻力增大,使熱管傳熱性能降低。當(dāng)管殼被腐蝕后,引起強(qiáng)度下降,甚至引起管殼的腐蝕穿孔,使熱管完全失效。