热管技术原理

1963年，热管诞生于美国Los Alamos国家实验室的G.M.Grover之手，它巧妙地利用了气液变化过程中的吸放热原理，具备了超过任何已知金属的导热能力。 

    热管技术的原理比较简单，主要是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量（热管工作流体涵盖从低温应用的氦、氮，到高温应用的钠、钾等液态金属；较为常见的热管工作流体则有氨、水、丙酬及甲醇等）。热管一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成。将管内抽至较高的真空度后充以适量的工作流体，使得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。热管有两端，分别为蒸发端（加热端）和冷凝端（散热端），两端之间间根据需要采取绝热措施。当热管的一端受热时（即两端出现温差时），毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在压差之下流向另一端放出热量并凝结成液体，液体再沿多孔材料依靠毛细作用流回蒸发端。如此循环不已，热量得以沿热管迅速传递。由于蒸发——冷凝的传热过程中，管内工作流体处于饱和状态，因此热管几乎是在等温下传递热量。 

    热管具有极高的导热性、良好的等温性，冷热两侧的传热面积可任意改变，可远距离传热、可控制温度等优点，因此自诞生之日起即应用于宇航、军工等行业，而今在冶金、化工、交通、机械以及电子技术等行业都有了广泛应用。距离我们最近的热管技术莫过于日渐风行的PC机中的热管散热器了，目前已有商家将之应用于CPU、GPU以及笔记本电脑的散热系统中。相比于传统金属散热器，热管散热器具备低噪声、高效能的技术优势，实现了“绿色”散热。

　　下图是热管技术的一个简单原理图，从里面我们能够看出热管技术的工作原理。其实热管技术的原理不算复杂，它将一些液体，一般来说会用水或酒精，密封到一个密闭的管子里面。在实际工作中，热量被导入热管，热管里的液体受热变成蒸汽，然后从热管中较热的一端向较冷的一端转移，热管中较冷的一端通过散热风扇把热量从热管中散发，散发热量后，蒸汽还原成液体并回流到热管中较热的一端，如此循环往复。

 

　　如果热管和上图不一样，不是弯曲的，譬如说是直的，冷却后的水完全可以由于重力的作用，再次落回到热的一端。但在实际应用的时候，我们还是需要使用一些外力，将冷却后的水强制流会热的一端。这种外力是通过一种毛细物来实现的，它使用了毛细现象原理，通常使用最多的毛细物是金属粉块毛细物 (sintered powder wick)。在毛细物中形成一种网眼，热管內因为毛细物的毛细吸力作用，在毛细物內所含的液体中造成压力差，此压力差能使冷端的液体流回热端。在热管的应用中，有一个潜在的规则：短热管要比长热管好，细热管要比粗热管好。

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