热管技术与应用
热管技术和工程运用传热极限计算
热管技术及其工程应用热管的传热极限声速极限:热管管内蒸汽流动,由于惯性力的作用,在蒸发端出口处蒸汽速度可能达到声速或者超声速,而出现堵塞现象,这时的最大传热量被称为声速极限。
毛细极限:热管正常工作的必要条件是△P cap ≥△P v +△P l ±△P g 。
如果加热量超过了某一数值,由毛细力作用抽回的液体就不能满足蒸发所需的量,于是便会出现蒸发段的吸液芯干涸,蒸发段管壁温度剧烈上升,甚至出现烧坏管壁的现象,这就是所谓的毛细传热极限。
沸腾极限:热管蒸发段的主要传热机理是导热加蒸发。
当热管处于低热流量的情况下,热量的一部分通过吸液芯和液体传导到汽-液分界面上,另一部分则通过自然对流到达汽-液分界面,并形成液体的蒸发。
如果热流量增大,与管壁接触的液体将逐渐过热,并会在核化中心生成气泡。
中心生成气泡。
热管工作时应避免气泡的生成,热管工作时应避免气泡的生成,热管工作时应避免气泡的生成,因为吸液芯中一旦形成气泡后,因为吸液芯中一旦形成气泡后,因为吸液芯中一旦形成气泡后,如果不能顺如果不能顺利穿过吸液芯运动到液体表面,利穿过吸液芯运动到液体表面,就将引起表面过热,就将引起表面过热,就将引起表面过热,以致破坏热管的正常工作。
以致破坏热管的正常工作。
以致破坏热管的正常工作。
因此将热管因此将热管蒸发段在管壁处液体生成气泡时的最大传热量称作沸腾传热极限。
粘性极限:当蒸汽的压力由于粘性力的作用在热管冷凝段的末端降为零,如液态金属热管,在这种情况下,在这种情况下,热管传热极限将受到限制,热管传热极限将受到限制,热管传热极限将受到限制,热管的工作温度低于正常温度时将遇到这种热管的工作温度低于正常温度时将遇到这种极限,它又被称为蒸汽压力极限。
携带极限:当热管中的蒸汽速度足够高时,液汽交界面存在的剪切力可能将吸液芯表面液体撕裂将其带入蒸汽流。
这种现象减少了冷凝回流液,限制了传热能力。
以下就以氨为工质展开五种传热极限的相关计算,氨的物性参数如下表所示:例:工质氨的热管,直径φ=3mm,=3mm,壁厚壁厚d =0.3mm,=0.3mm,长度长度L=300mm L=300mm,工作温度,工作温度240K,有效长度eff l 为150mm 150mm。
工程热力学热管技术在热力循环中的应用
工程热力学热管技术在热力循环中的应用工程热力学热管技术是一种基于传热、传质、传动和传感的研究方法和工程应用技术。
它利用液体在热管内循环流动的特性,实现热的传递、驱动和控制。
热管技术广泛应用于工业生产中,特别是在热力循环中,具有诸多优势。
本文将以几个方面来介绍工程热力学热管技术在热力循环中的应用。
一、热管在热力循环中的原理热力循环是一种能量转换过程,通过热源使工质的温度和热量变化,从而实现能量转换。
而热管作为热力循环中的一个重要组成部分,起到传热、传质和传动的作用。
热管的基本结构由内外两层金属管壳组成,内层为蒸发段,外层为冷凝段。
其中,内层充满工质,通过蒸发和冷凝循环流动,实现热的传递;外层则起到隔热的作用,保证热管的热效率。
当热管的一端受到热源的加热,蒸发段内的工质蒸发成气态向另一端的冷凝段传递热量,在冷凝段被冷却介质吸收热量并变为液态,然后再次返回蒸发段进行循环。
二、热管在热力循环中的应用1. 热管在核电厂中的应用热管技术在核电厂中具有广泛的应用前景。
核电厂需要对核反应堆进行冷却,而传统的冷却方式有许多问题,如过热、不均匀、温度梯度大等。
而利用热管技术可以解决这些问题,提高核电厂的安全性和效率。
2. 热管在太阳能热能利用中的应用太阳能热能是一种绿色、清洁的能源,利用太阳能进行热能转换可以有效减少能源消耗和环境污染。
而热管技术可以提高太阳能的热能利用效率,将太阳能转化为实用的热能,广泛应用于太阳能热水器、太阳能空调等领域。
3. 热管在航空航天中的应用热管技术在航空航天领域中有着重要的应用价值。
在宇宙空间中,传统的传导和对流传热方式受到限制,而热管技术可以通过液体流动的方式实现热量的传输和均衡,提高航空航天器的散热效果,保证设备的正常运行。
4. 热管在工业生产中的应用热管技术在工业生产中有着广泛的应用。
例如,在钢铁冶炼过程中,热管技术可以用于冷凝和回收高温废气中的热能,提高能源利用效率。
此外,在工业热处理、电子设备制造等领域,热管技术也可以用于温度控制和热能回收。
热管技术在电子冷却中的应用
热管技术在电子冷却中的应用在电子设备发展的过程中,电路板的功率越来越高,需要更高效的冷却方式来保证设备的功率和寿命。
传统的散热方式已经无法满足需求,因此热管技术作为一种新型的散热方式被广泛应用于电子设备冷却中。
一、热管技术简介热管是由吸热剂、汽化空间、冷凝空间和导管四部分组成的热传输器件。
热管内充有高效工质,当电子设备被散热器散热时,散热器内的高效工质被热蒸发,蒸汽在热管内膜上凝结成液体,流回到热源,从而形成闭合的热循环。
这种热循环的流动,可以将热从热源迅速传导到散热器,并降低温度,达到了高效的冷却效果。
二、1. 电源模块冷却电源模块是电子设备中一个非常重要的组成部分,其内部电子元件运作过程中会产生大量的热量。
使用热管技术进行冷却处理,可以准确地散热并使电源模块的寿命得以延长,同时还能保证电源模块的安全性。
2. CPU冷却CPU是电子设备中的核心部件,其运行过程中会产生大量的热量。
如果CPU过热,会导致系统崩溃和数据丢失。
采用热管技术进行CPU冷却能够快速地将热量带走并保证CPU的稳定运行。
3. 显卡冷却显卡是电子设备中的一个非常重要的图像处理部件,其运行过程中也会产生大量的热量。
热管技术在显卡的冷却中发挥了重要的作用,能快速降温并维持显卡的稳定运行。
4. 光纤通信设备冷却光纤通信设备是具有高功率密度的设备,在运行时会产生大量热量,导致光学设备性能下降,短化其寿命。
采用热管技术进行冷却,能够快速地将热量带走,保证光学设备的稳定性能。
三、热管技术在电子设备中的优势1.高效的冷却效果热管技术能够将大量的热量迅速地带离热源,保证设备的有效运行,同时也具有很高的冷却效率。
2. 具有环保节能的优势热管技术在冷却过程中不需要使用机械泵,因此不会产生噪音和污染,同时也可以节省大量的电力,具有良好的环保节能效果。
3. 结构简单、稳定性高热管技术采用的是相变传热原理,结构简单,体积小,组装简单。
同时也不会因振动、晃动等因素减少其性能,稳定性非常高。
热管技术的工作原理及在多领域中的应用
热管技术的工作原理及在多领域中的应用1、热管的基本组成及工作原理A、热管的组成:热管主要由主体(一根封闭的金属管)、充注工作介质的内腔和毛细结构(管芯)。
在制作时,管内的空气和其他杂物要清除干净,需为真空状态。
B、热管的工作原理:一个完成的热管,沿轴可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。
当热管在工作时,热管的蒸发段受到外界热量影响,此处的工作介质受热蒸发,蒸发后气压迅速升高,由于蒸发段与冷凝段气压不同,蒸发段的蒸汽沿着通道流向冷凝段,冷凝段温度低于蒸发段,于是蒸汽在此处释放热量并冷凝,回落到蒸发段,此时就完成了热量的传递。
如此的周而复始,就完成了大量的热量的传递。
热管热量的传递是无外力自动发生的,利用工作介质的相变来进行的,通常只要有温差,就能产生热量的传递。
由于蒸发段与冷凝段之间是有绝热装置完全隔离开的,因此能够保证热管内的热量不会散失到外界,保证了热量的传递。
2、热管技术的应用由于热管技术具有很快的传热速度,因此被应用于各个领域。
而且在使用过程中,可根据实际使用情况,可通过热管将热源和冷源完全分离开来完成热量的传递,非常的灵活和便捷。
A、在航空航天中的应用热管技术最早是应用于航天航空中的。
航天器在天空中时,向着阳光的一面温度高,背阴面温度较低,温差较大,而利用热管技术,热管的蒸发段从向阳的一面吸收热量,传递到背阴的一面,以此来实现两侧温度的平衡,避免两侧的温差过大,导致航天器出现故障。
B、工业领域中的热回收应用在工业领域,余热资源非常多,但能够再次进行利用的却很有限,由于技术或资金的原因,导致一些余热资源被浪费掉了。
如很常见的烘干或类似的工序,需要先将环境中的空气(即新风)送进反应炉中,经过加温,加热到符合条件的热度后,在进行下一步作业,为保证炉内空气的新鲜和维持一定的压力,需要将作业完后的空气排出,此时排除的空气会带有一定的热量;通过热管技术,对这部分热量进行回收,对新风进行预热,就减少了能源的投入,降低了成本。
热管工作原理
热管工作原理引言概述:热管是一种利用液体在内部循环运动传热的热传导器件,具有高效、快速、均匀传热的特点。
本文将详细介绍热管的工作原理及其应用。
一、热管结构1.1 热管壳体:通常为金属材料制成,内部充满工作流体。
1.2 蒸发段:位于热管的一端,液体在此蒸发成气体。
1.3 冷凝段:位于热管的另一端,气体在此冷凝成液体。
二、热管工作原理2.1 蒸发:热管的蒸发段受热后,液体吸收热量蒸发成气体。
2.2 运动:气体在热管内部产生对流运动,将热量传递到冷凝段。
2.3 冷凝:气体在冷凝段散热后,冷凝成液体,完成热量传递循环。
三、热管的应用领域3.1 电子散热:热管可用于电子设备的散热,提高散热效率。
3.2 温度调节:热管可用于调节温度,保持设备稳定工作。
3.3 空调制冷:热管在空调中的应用可提高制冷效果,节能环保。
四、热管的优势4.1 高效传热:热管传热效率高,传热速度快。
4.2 均匀传热:热管能够实现均匀传热,避免局部过热。
4.3 结构简单:热管结构简单,易于创造和维护。
五、热管的发展前景5.1 新材料应用:随着新材料的应用,热管的传热效率将进一步提升。
5.2 智能化应用:热管在智能设备中的应用将更加广泛,提高设备性能。
5.3 绿色环保:热管的节能环保特性将使其在未来得到更广泛的应用。
总结:热管作为一种高效的热传导器件,在电子散热、温度调节、空调制冷等领域具有重要应用价值,其优势在于高效传热、均匀传热和结构简单。
随着新材料和智能化技术的发展,热管的应用前景将更加广阔,为节能环保做出贡献。
热管技术的应用研究与发展
热管技术的应用研究与发展热管技术是一种热传导技术,它利用物质的蒸发和冷凝原理,将热量从一个位置传输到另一个位置,被广泛应用于电子设备、军事、航空航天等领域。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,热管技术的应用和研究得到了持续的推进和发展。
热管技术最早出现在1960年代后期,主要应用于太空技术中,用于控制卫星上电子设备的温度。
随着该技术的不断成熟和发展,其应用领域不断拓宽。
目前,热管技术已经应用于各种电子设备,例如笔记本电脑、手机、平板电脑等,通过热管技术的热导性能实现散热降温,提高设备稳定性和寿命。
同时,在军事、航空航天领域,热管技术也被广泛用于控制和维持各种设备的温度,提高设备性能和稳定性。
热管技术的基本原理是利用工作流体的液态和气态相变过程来传导热量。
工作流体的蒸发和冷凝是热传导的基本形式,热量从热源端向工作流体传递,利用蒸汽的扩散浸渍到蒸汽空腔壁面上,再通过冷凝放出潜热释放给冷源。
通过工作流体的流动达到传递热量的效果。
与其他传热技术相相比,热管技术具有以下优点:1.高热传导能力。
热管技术可以跨越较长距离传输热量,具有很强的热传导能力。
2.自控制效应。
热管在工作过程中,由于相变过程的自发控制,具有自控制效应,可以有效地控制热源温度。
3.可靠性高。
由于热管内无运动部件和润滑剂等机械结构,所以热管寿命长,可靠性高。
热管技术的应用越来越广泛,其优越的热传导性能和可靠性也引起了越来越多的研究和发展。
其中一个关键的发展方向是优化热管结构和材料,以达到更高的热传导性能和工作温度范围。
现代材料科学的发展为热管技术的进一步发展提供了重要的支撑。
例如,高温热管技术能够解决高温条件下热量传递的问题,提高了热管的工作温度范围。
有学者提出了高温热管技术的基础元件,包括压缩机、蒸发器、冷凝器和热管本体等。
在热管本体方面,研发团队采用了碳化硅纳米材料作为热管主体,大大提高了热传导速度和传导能力,极大地拓展了高温热管技术的应用领域。
热管技术在热能工程中的应用分析
热管技术在热能工程中的应用分析摘要:本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用,重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。
通过对热管技术的分析和研究,本文发现热管技术具有高效、环保等优点,在热能工程中具有广泛的应用前景。
然而,热管技术也存在一些技术和管理上的挑战,需要进一步完善和发展。
关键词:热管技术;热能工程;应用分析一、引言热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术,具有高效、环保等优点。
在热能工程中,热管技术可以应用于各种场合,如余热回收、空调制冷、电子散热等。
本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用,重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。
二、热管技术的原理和特点热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术。
其基本原理是,在密闭的管子内充入一定量的工质,当管子的一端受热时,工质吸收热量蒸发成气体,气体在压差的作用下流向另一端,并在该端放出热量冷凝成液体,液体再通过毛细作用流回受热端,如此循环往复,实热量的传递。
热管技术具有以下特点:(1)高效性热管技术的传热效率非常高,可以达到90%以上,远高于传统的传热方式。
这是因为热管技术利用相变传热原理,使热量在传递过程中损失较小,从而提高了传热效率。
此外,热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的,减少了外部环境对传热过程的影响,也提高了传热效率。
(2)环保性热管技术在传递热量的过程中无需消耗额外的能源,是一种环保的传热方式。
这是因为热管技术利用相变传热原理进行热量传递,无需额外的能源驱动,减少了能源消耗和环境污染。
此外,热管技术的传热效率高,可以减少能源浪费和环境污染。
(3)灵活性热管技术可以应用于各种场合,如余热回收、空调制冷、电子散热等。
这是因为热管技术的传热原理简单,可以根据不同的应用场景进行定制化的设计和制造。
此外,热管技术的传热效率高,可以适用于不同的传热量和传热距离的需求。
(4)可靠性热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的,不易受到外部环境的影响,具有较高的可靠性。
热管技术及其工程应用z
热管的应用领域广泛,涉及到不同的行业和领域,需要针 对不同的应用场景进行定制化设计和优化,以满足多样化 的需求。
热管技术的发展趋势与前景
高效化
随着科技的发展,对热管传热效率的要求越来越高,未来 热管技术将不断向高效化方向发展,提高热管的传热性能 和效率。
长寿命化
热管的使用寿命是衡量其性能的重要指标之一,未来热管 技术将不断追求长寿命化,提高热管的使用寿命和稳定性 。
微型化
随着微型化技术的发展,未来热管技术将向微型化方向发 展,应用于更小规模和更高精度的领域,如微型电子器件 散热等。
智能化
随着智能化技术的发展,未来热管技术将与智能化技术相 结合,实现热管的自适应调节和智能控制,提高热管的传 热热的案例分析
热管内部的相变过程
总结词
相变过程是热管内部传热的关键环节。
详细描述
在热管内部,工作液体在加热条件下发生相变,由液态变为气态,产生蒸汽流动 。这个相变过程伴随着大量热量的吸收和释放,是热管实现高效传热的关键。
热管的传热过程分析
总结词
热管的传热过程涉及多个物理现象。
详细描述
热管的传热过程包括工作液体的汽化、蒸汽的流动、蒸汽的冷凝和回流等环节。这些环节相互作用, 共同实现高效的热量传递。此外,热管内部的传热还受到管壁导热、蒸汽与管壁的对流换热等因素的 影响。
热管在余热回收和热能利用中的应用
总结词:节能环保
详细描述:热管技术广泛应用于余热回收和热能利用,将废弃的热量转化为可利用的能源,提高能源 利用效率,降低能耗和排放,符合节能环保的理念。
热管在新能源领域的应用
总结词:创新驱动
详细描述:随着新能源技术的不断发展,热管技术在太阳能 、风能等新能源领域得到广泛应用。热管能够高效地转换和 利用新能源产生的热能,推动新能源技术的创新和发展。
热管技术的原理及应用
热管技术的原理及应用1. 什么是热管技术热管技术是一种利用液体蒸发和凝结的原理,实现热量传输和温度调控的先进技术。
通过利用液体在蒸发器中的蒸发和在冷凝器中的凝结,热管可以将热量迅速从高温区域传输到低温区域,实现高效的热量传递。
2. 热管技术的原理热管技术的原理可以简单概括为以下几个步骤:1.液体蒸发:热源作用下,液体在蒸发器内部迅速蒸发,吸收热量并变为气体。
2.气体传输:气体通过热管中空心管道内部的蒸汽管道,从蒸发器传输到冷凝器。
3.气体冷凝:在冷凝器中,气体发生冷凝,释放热量,并变为液体。
4.液体返流:液体在内部管道作用下,返回到蒸发器,并再次蒸发,循环往复。
3. 热管技术的应用热管技术在各个领域具有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1. 电子器件散热热管技术可以有效地解决电子器件散热问题。
通过将热管放置在电子器件的散热片上,热量可以迅速从散热片传输到其他部分,以保持器件的温度在安全范围内。
热管的高效散热性能可以大幅度提高电子器件的工作稳定性和寿命。
3.2. 航空航天领域热管技术在航空航天领域的应用也非常广泛。
例如,在航天器热控系统中,热管可以用于传递和分散热量,保证航天器各个部分的温度均衡和稳定。
此外,热管技术还可用于航空发动机的冷却和热管理。
3.3. 医疗设备和制药行业热管技术在医疗设备和制药行业的应用也非常重要。
例如,热管可以用于医疗设备的温控和热管理,确保设备的稳定性和可靠性。
在制药行业中,热管可以用于控制反应器温度,提高药物合成的效率和质量。
3.4. 太阳能与可再生能源热管技术在太阳能和其他可再生能源领域有广泛应用。
例如,在太阳能热水器中,热管可以将太阳能吸收器中的热量传输到储水罐中,实现热水的供应。
热管还可以用于太阳能光伏板的冷却,提高光伏发电效率。
4. 热管技术的优势热管技术相比传统的热传导方法具有以下几个优势:•高热传导效率:热管可以实现高效的热量传递,使得热量可以迅速从高温区域传输到低温区域。
热管技术及其工程应用
热管技术及其工程应用
热管技术是空气压缩器的现代化技术,它是一种新型的节能和环境保护技术,具有结构简单、体积小、可靠性高等优点。
热管技术可以用来生产多种温度不同的空气压缩机,以满足客户的不同需求。
热管技术的工作原理是在高温条件下利用金属热管发挥其能量
转移的作用,通过热管内壁的热能传输,实现空气压缩机蓄热,把空气转变成较高压力的低温空气。
热管技术的应用非常多,它可以用在空调压缩机、冷却器和加热器等应用领域,其中,最常用的就是空调压缩机,它可以将空气从一端压缩到另一端,达到加热和冷却的效果。
此外,热管技术可以用在工业或者冶金等行业中,用来冷却或加热水,以便进行进一步的处理。
热管技术具有节能、高效、稳定性等优点,可以有效提高生产效率。
相比传统技术,热管技术工作效率更高,耗电量较低,更加环保。
此外,它的结构简单,体积小,可靠性高,可以有效满足客户的需求。
总的来说,热管技术是一种新型的节能和环保技术。
它具有节能高效、体积小、可靠性高等优点,目前已经广泛应用于空调压缩机、冷却器和加热器等多种领域,并可以为用户提供高质量的产品和服务,从而满足客户的需求。
随着科学技术的发展,热管技术将会发挥更大的作用,同时也将会持续研发出更多能够满足客户需求的新型热管产品。
我们相信,未来热管技术在不断推进中将会引领着更高水平的节能和环保技术,为社会发展和经济发展做出更大的贡献。
航天器热管技术研究与应用
航天器热管技术研究与应用
航天器热管技术是一种应用广泛的高效热传导技术,其在航天器中的应用已经成为了一个不可或缺的部分。
热管是一种基于相变传热原理的高效热传导设备,其具有传热速度快、传热距离远、传热效率高等优点。
在航天器中,热管技术可以有效地解决航天器中的热管理问题,提高航天器的工作效率和寿命。
航天器中的热管理问题是一个十分复杂的问题,因为航天器在不同的工作状态下需要处理不同的热量,而且航天器本身还会受到来自太阳辐射的强烈热量影响。
因此,在航天器中使用热管技术可以有效地解决这些问题。
热管技术可以将航天器中产生的热量快速地传输到其他部件中,从而有效地控制航天器的温度,保证航天器的正常工作。
在航天器中,热管技术主要应用在以下几个方面:一是用于控制航天器的温度,保证航天器在不同的工作状态下都能够正常工作;二是用于控制航天器中各个部件之间的温度差异,从而避免因温度差异引起的机械变形和损坏;三是用于控制航天器的电子设备温度,保证电子设备能够正常工作。
除了在航天器中的应用外,热管技术还广泛应用于其他领域。
例如,在电子设备中,热管技术可以有效地控制电子设备的温度,保证电子设备能够正常工作;在工业生产中,热管技术可以有效地控制工业生产过程中产生的热量,提高工业生产效率;
在医疗领域中,热管技术可以应用于医疗设备中,从而提高医疗设备的效率和寿命。
总之,航天器热管技术是一种高效、可靠、广泛应用的热传导技术。
在航天器中,热管技术可以有效地解决航天器中的热管理问题,提高航天器的工作效率和寿命。
随着科技的不断发展和进步,相信热管技术将会在更多领域得到应用,并为人们带来更多便利和效益。
热管技术在锅炉上的应用
热管技术在锅炉上的应用
热管技术是一种在工业应用中非常重要的技术,它可以将固体物质中的能量转化成热能,并将其传递到某些特定的部分,例如锅炉。
热管技术在锅炉上的应用有很多,主要表现在以下几个方面。
首先,热管技术可以用于控制锅炉内部的温度。
热管可以有效地将燃料中的热量传递到锅炉内部,使温度保持在一定的水平,从而保证锅炉运行的高效性。
同时,热管也可以用来控制锅炉的燃烧,以避免锅炉引起的火灾危险。
其次,热管技术也可以用于加热和维护锅炉的热量。
热管在锅炉内部的分布可以有效地把温度均匀分布在锅炉内部,有效地防止锅炉中的热量流失。
此外,热管技术还可以帮助维护锅炉的温度,可以使锅炉保持高效运行。
热管技术还可以用于锅炉的除尘,以防止对周围环境产生不良影响。
热管可以将烟气中的灰尘、油污等污染物质聚集起来,然后通过热管将其带走,从而保护周围环境。
此外,热管技术还可以用于锅炉的控制和监测。
热管可以实时检测锅炉的运行状况,并及时发出警报,从而保证锅炉的安全运行。
总之,热管技术在锅炉上的应用十分广泛,它可以有效地控制锅炉内部的温度,保持锅炉的高效运行,除尘,以及控制和监测锅炉的运行情况,这些都是非常重要的。
因此,在锅炉的应用中,热管技术可以大大提高锅炉的效率和安全性。
热管的应用及原理
热管的应用及原理1. 热管的应用热管是一种热传导和热控制装置,广泛应用于各个领域。
以下是热管的主要应用领域:1.电子器件散热:热管可以将电子器件产生的热量传导到远离器件的散热器上,提高散热效率,有效保护电子器件的工作稳定性。
2.航天航空工业:热管在航天航空领域中广泛应用,可以用于航天器的温度控制和热管理,提高航天器的可靠性和性能。
3.能源领域:热管在核能、太阳能和化学能等能源领域的转换和利用过程中起着重要的作用,可以提高能源转换效率和能量利用率。
4.家电电器:热管在家电电器中的应用也很常见,如电冰箱、空调、热水器等,可以提高设备的能效和使用寿命。
5.医疗器械:热管在医疗器械中被广泛应用,如医用激光设备、核磁共振设备等,可以提高设备的性能和稳定性。
2. 热管的原理热管是一种利用液体的相变和循环来传热的装置。
其基本原理如下:1.工作介质:热管通常由内部充满工作介质的密封管道组成,工作介质一般为易于相变的液体,如水、乙醇、铵等。
2.热力学循环:热管的工作过程是一个闭合的热力学循环过程。
首先,在热管的一端,工作介质吸收热量并蒸发成气体;然后,气体通过压力差的作用将热量传导到热管的另一端;最后,在热管的另一端,气体冷却并凝结成液体,释放热量。
3.热传导:在热管的工作过程中,热量通过工作介质的相变和循环传导,从而实现热量的传递。
4.热阻和热导率:热管的热传导效果主要由热阻和热导率决定。
热阻指的是热量在热管中传导过程中的阻碍程度,而热导率则指的是热量在工作介质中的传导性能。
3. 热管的优势热管具有以下几个优势,使其成为热传导和热控制领域中的重要装置:1.高热传导效率:热管内部的工作介质可以高效传导热量,因此热管具有很高的热传导效率。
2.无需外部动力驱动:热管通过工作介质的相变和循环实现热量的传递,无需外部动力驱动,省去了能源消耗和故障风险。
3.可靠性高:热管的结构简单,传热过程中无机械运动,因此具有较高的可靠性和稳定性。
热管技术及其工程应用
热管技术及其工程应用热管技术是一种先进的节能技术,它可以有效地降低用电量,减少能源消耗,从而改善和保护环境。
它的应用范围涉及汽车、建筑、制冷、供热、热水系统等多个领域,能有效改善能效,减少污染物的排放,提高能源利用率。
热管技术最早出现在20世纪50年代。
当时,它主要用于电力行业,以减少电力消耗。
随着科学技术的发展和人们对节能的重视,热管技术和热管工程得到了越来越多的应用。
汽车行业首先采用热管技术,其最突出的特征是体积小、重量轻、效率高。
它不仅可以减少发动机油耗,而且可以缩短发动机运行时间,减少排放,提高汽车性能。
热管技术还可以用于汽车空调系统,改善车辆内部环境,减少空调系统的耗电量。
在建筑行业中,热管技术的应用更加广泛。
它可以用于采暖和供热系统,可以改善房间的温度和湿度,减少用电量,延长设备的使用寿命。
热管技术还可以用于室外温控,改善外部建筑的热损失,保持室外环境的舒适度,减少能耗。
另外,热管技术也可以用于电子行业,如制冷系统、激光器、半导体芯片等。
它可以有效控制芯片的温度,降低元器件损坏的可能性,提高制冷系统的效率,减少制冷剂的排放量。
此外,热管技术在工业过程中也有重要应用。
热管可以有效控制工业设备的温度,维持运行环境的稳定,减少能源消耗,降低污染物排放。
比如,在石油化工、电镀、液体冶炼等领域,采用热管技术可以减少热能损失,提高能效,节约能源。
热管技术已经成为节能减排的重要解决方案。
热管工程应用可以大大减少用电量,同时还可以改善效率,提高能效,改善和保护环境,是21世纪最受欢迎的技术之一。
因此,决定采用热管技术的话,必须找到一个有经验的热管工程商来为系统定制布线方案,确保热管工程的顺利实施,实现节能减排的目标。
只有通过广泛采用热管技术和热管工程,才能推动绿色能源发展,实现节能减排,建设绿色家园。
总之,热管技术和热管工程的应用使能源资源有效利用,推动绿色能源发展,保障环境的健康发展,为构建美丽家园作出贡献。
热管技术的原理、应用与发展
热管技术的原理、应用与发展1 引言传统散热方式主要是空气冷却、强制风冷散热以及水冷散热。
(1) 空气冷却也称自然冷却,一般是将电子元器件的发热核心部位与型材散热器相接触,通过空气的自然对流方式将热传导出来。
其优点是结构简单、安装方便、成本低廉。
缺点是散热功率低。
(2)风冷散热这是目前最普遍的散热方式,一般是将电力电子元器件的发热核心部位与散热器相接触将热传导出来,然后再通过风扇转动,来加强空气的流动,通过强制对流的方式将散热片上的热传至周围的环境。
优点:结构简单,价格低廉,安全可靠,技术成熟。
缺点:降温的效果有限,不能达到令人满意的程度,并且具有噪音,风扇的使用寿命也有限制。
(3) 水冷散热其原理是利用水泵驱动水流经过热源,进行吸热传递。
优点:水冷散热效率高,热传导率为传统风冷方式的20倍以上,可以解决几百至数千瓦的散热问题,是风冷效果所不能比拟的。
因为即使是散热效率最高的涡轮风扇风冷散热,其温度比水冷散热也要高大约10℃;相比于风冷散热,水冷散热因为没有风扇,所以不会产生振动现象,也无风冷散热的高噪音。
缺点:需要良好的通风环境,并且体积大,安装和维护不方便,容易滴漏、安全性不高,价格一般也相对较高。
(4) 热管散热热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件,它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,它利用毛吸作用等流体原理,起到良好的制冷效果。
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、温度可控制等特点。
将热管散热器的基板与晶闸管、igbt、igct等大功率电力电子器件的管芯紧密接触,可直接将管芯的热量快速导出。
通过对上述几种散热方式的分析,我们不难看出,热管散热相对于其他几种传统散热方式存在以下的优势:●热管散热技术具有散热效果好,热阻相对小,使用寿命长,传热快的优点。
热管的热导系数是普通金属的100倍以上;●传热方向可逆,不管任何一端都能成为蒸发端和冷凝端;●优良的热响应性。
新型热管技术的研究和应用
新型热管技术的研究和应用一、概述热管技术是利用表面张力和毛细作用力等现象,使工质在全封闭管路中形成循环流动,从而完成热能的传递、热量的分配和热平衡调节等功能。
与传统的导热材料相比,热管具有热容量小、传热速度快、体积小、重量轻、结构简单、适应范围广等特点,被广泛应用于各领域。
随着科技的进步和社会需求的不断提高,热管技术也出现了新的变化和发展。
本文将重点介绍新型热管技术的研究和应用。
二、新型热管技术的分类根据实际应用需求和工作原理,新型热管技术可分为多种类型。
常见的有:膨胀热管、弯曲热管、振动热管、旋转热管、消声热管、纳米热管等。
每种类型的热管技术都有其独特的优点和适用范围,在不同领域都有着广泛的应用。
三、新型热管技术的应用1.膨胀热管:膨胀热管利用介质的膨胀性质,通过强制控制工质的蒸发和凝结位置,实现热传递。
其优点是传热快、适应范围广、重量轻、稳定性高等。
在航空航天、军事、电子元器件等领域都有着广泛应用。
2.弯曲热管:弯曲热管是传统热管的一种改进类型,其内部有多个角度变化,可有效地增加传热面积,提高传热效率。
弯曲热管广泛应用于电子设备、机械、化工等领域,具有卓越的性能和可靠性。
3.振动热管:振动热管是利用振动作用促使工质快速循环,实现传热的新型热管技术。
振动热管具有传热速度快、节能、体积小等优点,已在汽车制造、航空航天、船舶制造等领域得到广泛应用。
4.旋转热管:旋转热管是在热管内部加入转子,通过旋转的作用改变热管内部的重力场,从而实现热传递。
旋转热管具有结构简单、传热量大、适应范围广等优点,已在船舶、军工、电子等领域得到广泛应用。
5.消声热管:消声热管是通过热管技术引入消声器的原理,将声波吸收材料填充在热管内部,实现声音的吸收和传热的同时。
消声热管在航空航天、汽车、建筑等领域被广泛应用。
6.纳米热管:纳米热管是在热管内部针对材料的微观结构进行优化,以提高传热效率的热管技术。
纳米热管具有传热快、储能高、重量轻等优点,已在新型电子器件、高能物理实验等领域得到了广泛应用。
机械设计中的热管理技术应用研究
机械设计中的热管理技术应用研究在机械设计领域,热管理技术的应用至关重要。
随着机械设备性能的不断提升和运行环境的日益复杂,有效的热管理已成为确保设备稳定运行、延长使用寿命以及提高工作效率的关键因素。
热管理技术的重要性不言而喻。
机械设备在运行过程中,由于各种能量转换和摩擦作用,会不可避免地产生热量。
如果这些热量不能及时有效地散发出去,就会导致设备温度升高。
过高的温度可能会引发一系列问题,例如降低零部件的机械性能,影响其强度和硬度;加速润滑油的变质,增加磨损和故障的风险;甚至可能导致电子元件的失效,影响设备的控制和监测系统。
因此,合理的热管理技术对于维持机械设备的正常运行和可靠性具有决定性的作用。
在机械设计中,常见的热管理技术包括散热片、风扇冷却、液冷系统和热管技术等。
散热片是一种简单而常见的散热方式,通过增加与空气接触的表面积来提高散热效率。
它通常由金属材料制成,具有良好的导热性能。
风扇冷却则是通过强制对流来增强空气流动,带走热量。
这种方式适用于对散热要求不是特别高的场合,但在一些空间受限或者噪音要求严格的环境中,可能会受到一定的限制。
液冷系统在高性能机械和一些特殊设备中得到了广泛应用。
它通过液体的循环流动来吸收和带走热量,散热效果显著。
液体通常具有比空气更高的比热容和导热系数,能够更有效地将热量从发热源传递出去。
同时,液冷系统还可以通过调节液体的流速和温度来精确控制设备的温度。
热管技术是一种高效的传热装置,它利用工质的相变来实现热量的快速传递。
热管具有极高的导热性能,能够在很小的温差下传递大量的热量。
在一些对空间和重量要求苛刻的机械设计中,热管技术能够发挥出独特的优势。
在实际的机械设计中,选择合适的热管理技术需要综合考虑多个因素。
首先是设备的发热功率和温度要求。
不同的设备在运行过程中产生的热量不同,对温度的敏感程度也各异。
例如,高性能的计算机服务器通常会产生大量的热量,需要高效的液冷系统来保证其稳定运行;而一些小型的电子设备,如智能手机,由于空间有限,可能更倾向于采用热管技术或者散热片结合风扇冷却的方式。
机械设计中的热管理技术应用与研究
机械设计中的热管理技术应用与研究在当今的机械设计领域,热管理技术的重要性日益凸显。
随着机械设备性能的不断提升,运行速度的加快以及功率密度的增大,热问题已经成为影响设备可靠性、稳定性和使用寿命的关键因素之一。
因此,深入研究和应用热管理技术对于优化机械设计具有至关重要的意义。
热管理技术旨在有效地控制和调节机械设备在运行过程中产生的热量,以确保其在适宜的温度范围内工作。
这不仅有助于提高设备的性能和效率,还能减少因过热导致的故障和损坏。
在机械设计中,常见的热管理方法包括散热设计、冷却系统的优化以及热防护措施等。
散热设计是热管理技术的核心之一。
通过合理的结构设计,增加散热面积,提高热传递效率,可以有效地将热量散发出去。
例如,在电子设备的机械外壳设计中,常常采用翅片式结构或热管技术来增强散热效果。
翅片式结构能够增加与空气接触的表面积,从而加快热量的对流散热;热管则利用工质的相变来实现高效的热传递,将热量从高温区域迅速转移到低温区域。
冷却系统的优化也是热管理的重要环节。
常见的冷却方式有水冷、风冷和油冷等。
水冷系统具有较高的冷却效率,但结构相对复杂,需要考虑密封和防漏等问题;风冷系统则结构简单、成本低,但冷却效果相对较弱。
在设计冷却系统时,需要根据设备的具体工作条件和热负荷,选择合适的冷却方式,并优化冷却通道的布局和流量分配,以确保冷却均匀、充分。
热防护措施则主要用于保护设备中的关键部件免受高温的影响。
例如,在高温环境下工作的机械传动部件,可以采用耐高温的材料或涂层进行防护,以减少热变形和磨损。
此外,隔热材料的应用也能够有效地阻止热量的传递,降低周边部件的温度。
在实际的机械设计中,热管理技术的应用需要综合考虑多个因素。
首先是设备的工作环境,包括温度、湿度、气压等条件。
不同的工作环境对热管理的要求也各不相同。
例如,在高温、高湿度的环境中,散热难度会增大,需要采取更加有效的散热和防潮措施。
其次是设备的运行工况。
设备的运行速度、负载变化以及连续工作时间等都会影响热量的产生和积累。
热管技术在工业锅炉余热回收上的运用
热管技术在工业锅炉余热回收上的运用1. 引言1.1 热管技术的基本原理热管技术是一种利用液体和气体在微重力环境下进行热量传递的高效热传递元件。
其基本原理是利用液体在热管内循环的方式,通过蒸发、凝结和液相输运等热传递过程,在热管两端实现热能的传递。
热管技术通过内部循环的方式将热量从热源端传递到热载体端,实现高效热传递。
热管内部采用多孔管道结构,利用毛细作用和毛细通道传导热量,使热量能够快速均匀地传递。
1.2 工业锅炉余热回收的重要性工业锅炉在生产过程中会产生大量的余热,如果这些余热不能被有效回收利用,将会造成能源的浪费和环境的污染。
工业锅炉余热回收显得尤为重要。
第一,工业锅炉余热回收可以降低生产成本。
通过有效利用余热,可以减少对其他能源的依赖,降低生产能源成本,提高企业的竞争力。
第二,工业锅炉余热回收有利于保护环境。
工业生产中排放的废气和废水可能对环境造成污染,而通过余热回收技术,可以减少废气废水的排放量,降低对环境的影响,实现清洁生产。
工业锅炉余热回收有助于提高能源利用效率。
能源资源的有限性是当前全球面临的一个严峻挑战,通过回收利用工业锅炉的余热,可以有效提高能源利用效率,延长能源资源的使用寿命。
工业锅炉余热回收对于降低生产成本、保护环境、提高能源利用效率具有重要意义,是推动工业可持续发展的重要举措。
研究和推广工业锅炉余热回收技术,对于促进工业节能减排,实现可持续发展具有积极的意义。
2. 正文2.1 热管技术在工业锅炉余热回收中的应用案例某化工厂利用热管技术对工业锅炉的余热进行回收。
他们在锅炉烟道上安装了热管热交换器,将烟道烟气中的余热传递给锅炉进水,实现了能量的再利用。
通过这项技术,工厂不仅降低了能源消耗,还减少了排放,达到了节能减排的效果。
一家钢铁厂引入热管技术进行余热回收。
他们将烟气中的热能利用热管传递给生产线上的加热元件,提高了生产效率的同时也降低了能源消耗。
这种应用案例不仅节约了能源成本,还提升了生产线的稳定性和可靠性。
热管空调的工作原理及应用
热管空调的工作原理及应用1. 什么是热管空调热管空调是一种利用热管技术实现空调系统制冷或供暖的设备。
热管是一种高效传热元件,由密封的金属管内部充满工质组成,通过热量传导和相变传热的方式,将热量从一个位置传递到另一个位置,从而实现空调的制冷或供暖功能。
2. 热管空调的工作原理2.1 热管的基本原理热管是利用工质在管内的汽化和凝结实现热量传输的装置。
热管由两个端口(蒸发端和冷凝端)组成,内部充满了工质。
在蒸发端,工质由液态转变为气态,吸收热量;在冷凝端,工质由气态转变为液态,释放热量。
通过这种汽化和凝结的循环,热量可以从热源传递到冷源。
2.2 热管空调的工作过程热管空调通常由蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀等部件组成。
其工作过程如下:1.压缩机将低温、低压的制冷剂气体吸入并压缩成高温、高压的气体。
2.高温、高压的气体通过冷凝器流动,在与外部空气接触时散热,从而将热量释放给外界。
3.冷凝器中的高温、高压气体通过膨胀阀进入蒸发器。
4.在蒸发器内,高温、高压气体因为减压而变为低温、低压的气体。
5.低温、低压的气体在蒸发器内吸热,从而冷却了周围的空气。
6.冷却后的空气通过风扇循环,在室内形成制冷效果。
7.冷却后的制冷剂气体再次经过压缩机,重新开始循环。
3. 热管空调的应用3.1 家庭空调热管空调可以应用于家庭空调系统,提供高效的制冷和供暖功能。
由于热管具有较高的传热效率和均匀的温度分布特点,可以提供更舒适的室内温度。
3.2 商业建筑空调热管空调也广泛应用于商业建筑空调系统中。
商业建筑通常需要大量的供暖和制冷能力,热管空调能够提供高效的能源利用和准确的温度控制,满足不同的商业需求。
3.3 工业制冷在一些工业领域中,需要实现特定温度的控制,如冷冻仓库、制药厂等。
热管空调可以根据需要提供稳定的低温环境,确保工业生产的正常进行。
3.4 车载空调热管空调还可以应用于汽车、船舶等交通工具的空调系统中。
通过热管技术,可以实现车内温度的准确控制,提供舒适的乘坐环境。
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9 热管技术及其工程应用
(3)热管的工作液要有较高的汽化潜热、导热系 数,合适的饱和压力及沸点,较低的粘度及良好 的稳定性。工作液体还应有较大的表面张力和润 湿毛细结构的能力,使毛细结构能对工作液作用 并产生必须的毛细力。工作液还不能对毛细结构 和管壁产生溶解作用,否则被溶解的物质将积累 在蒸发段破坏毛细结构。
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9 热管技术及其工程应用
(2)热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构, 通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧 贴内壁以减小接触热阻,衬里也可由多孔陶瓷或 烧结金属构成。如下图所示为几种不同的管芯的 结果示意图
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9 热管技术及其工程应用
烧结式热管制造工艺 烧结式热管,顾名思义,其毛细结构是通过高温下铜粉烧结
热管内腔的蒸汽是处于饱和状态,饱和蒸汽从蒸 发段流向冷凝段所产生的压降很小,温降亦很小, 因而热管具有优良的等温性。 (3)热流密度可变性
热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积, 这样即可以改变热流密度。
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9 热管技术及其工程应用
(4)热流方向的可逆性 一根水平放置的有芯热管,由于其内部循环动
后的工作也体回流到蒸发段。
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注意:热管中的水会
因为内部低压而在100℃ 以下就沸腾蒸发。
热管工作过程动画
热量散失
水蒸汽流 热量输入
水蒸汽冷凝
液态水蒸发
液体由于重力 或吸附力回流
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9 热管技术及其工程应用
9.2热管的特性 (1)很高的导热性
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。 (2)优良的等温性
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。 (5)热二极管与热开关性能
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。
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9 热管技水介质烧结式热管制造流程大 致为:选取99.5%纯度的铜粉,铜粉单体粒径一定要控制 在75~150微米。首先使用工具将外径5mm红铜管内部清 除干净,去除毛刺,接着将铜管放到稀硫酸中使用超声波 清洗。清洗干净之后我们将得到一根内外壁皆十分光滑、 无氧化物的铜管。此时将一根细钢棍插到铜管里(需要工 具精确地将钢棍儿固定在铜管的中央,以方便铜粉均匀填 充),将铜管底部用铜片暂时封闭。接着就可以把纯铜粉 倒入铜管了。装填完毕之后就可以拿到烧结炉进行烧结。 在烧结过程中,温度的把控也很重要。一般烧结炉峰值温 度控制在800~850度(根据热管产品要求的渗透率规 定)。烧结完成之后使用一个辅助工具把铜管加紧,使用 工具把钢棍抽出即可。
第9章 热管技术 及其工程应用
9 热管技术及其工程应用
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,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。
从传热状况看,热管沿轴向可分为蒸发段,绝热 段和冷凝段三部分。
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9 热管技术及其工程应用
(1)热管的管壳是受压部件,要求由高导热率、 耐压、耐热应力的材料制造。在材料的选择上必 须考虑到热管在长期运行中管壳无腐蚀,工质与 管壳不发生化学反应,不产生气体。
管壳材料有多种,以不锈钢、铜、铝、镍等 较多,也可用贵重金属铌、钽或玻璃、陶瓷等。 管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来,在热 端和冷端接受和放出热量,并承受管内外压力不 等时所产生的压力差。
(6)恒温特性 普通热管的各部分热阻基本上不随着热量的变
化而变化,因此热管各部分的温度亦加热量变化。 但可变导热管,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。 (7)环境的适应性
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 冷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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9 热管技术及其工程应用
(1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液的吸液 芯传递到液-气分界面;
(2)液体在蒸发段的液-气分界面上蒸发; (3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流向冷凝段; (4)蒸汽在冷凝段内的液-气分界面上凝结; (5)热量从液-气分界面通过吸液芯、液体和管壁
传给冷源; (6)在吸液芯内由于毛细作用(或重力等)是冷凝
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9 热管技术及其工程应用
如图:当热管的一端受热 时毛细芯中的液体蒸发汽 化,蒸汽在微小的压差下 流向另一端放出热量凝结 成液体,液体在沿多孔材 料靠毛细力的作用流回蒸 发段。如此循环不已,热 量便从一端传到了另一端!
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9 热管技术及其工程应用
在这一热量转移的过程中,具体包含了以下 六个相互关联的过程:
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9 热管技术及其工程应用
9.1 热管的组成
图7.1 热管示意图 1—管壳;2—管芯;3—蒸汽腔;4—工作液
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9 热管技术及其工程应用
热管:是一种传热性极好的人工构件,常用的热管由 三部分组成:主体为一根封闭的金属管(管壳),内 部空腔内有少量工作介质(工作液)和毛细结构(管 芯),管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工 作时利用了三种物理学原理: ⑴在真空状态下,液体的沸点降低; ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多; ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。