精品：热管散热技术的工程中的应该详解(图文)
热管技术概述1PPT课件
工作原理
热管由密闭容器、吸液芯结构和少量的工作流体组成，这 种工作流体与其自身的蒸汽处于平衡状态，即饱和状态。 一段热管可分为蒸发段、绝热段和冷凝段。外界热源通过 管壁和吸液芯进入蒸发段，使吸液芯中的工作流体蒸发汽 化。在蒸汽压力的作用下气体通过绝热段进入冷凝器，凝 结为液体后，通过散热器释放出汽化潜热。冷凝后的液体 在吸液芯弯月形间隙产生的毛细压力作用下回流到蒸发段。 这样，热管便持续不断地将蒸发段运送到冷凝段。只要有 足够的毛细压力使冷凝物回流到蒸发器中，这一过程便可 不断循环往复下去。
≈Rwall,e+Rwick,e+Rwick,c+Rwall,c
热管测试——实验室与设备
功能 热管原型制作 热管测试 主要设备
热性能测试
热管测试——热反应测试
热管测试
最大热负荷和热阻测试
热管测试
热性能测试设备
热管测试
最大热负荷
要测量一根热管的最大 热负荷，通常要将热管置于 模拟的理想环境下测试。沿 热管设置热电偶监测热管的 温度变化。测试时，逐渐提 高热输入的量，同时保持运 行温度恒定，在蒸发段温度 达到极限之前，便可得到最 大热负荷，即热管的最大热 传量。
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
通过实验测量计算热阻的公式为：Rhp=(Te,ave-Tc,ave)/Q 其中
RHP =热管热阻
Te,ave =蒸发段的温度
Tc,ave =冷凝段的温度 Q=热负荷，输入功率
热管数据表
描述-1 用途——沟槽型热管以纯水为工作流体，适用于
热管换热器工作原理及特点-概述说明以及解释
热管换热器工作原理及特点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热管换热器是一种高效换热设备，利用热管作为传热介质，通过在换热器内部的传热管路中进行传热工作，实现热量的传递和换热。
热管换热器具有结构简单、能耗低、换热效率高等特点，在工程领域得到了广泛的应用。
本文将重点介绍热管换热器的工作原理、特点以及在工程应用中的优势，希望通过深入的研究和分析，能为读者提供更加全面和深入的了解，为今后热管换热器在工程实践中的应用提供借鉴和参考。
1.2 文章结构本文将首先介绍热管换热器的工作原理，包括其基本工作原理和传热过程，以帮助读者深入了解热管换热器的工作机制。
接着，我们将探讨热管换热器的特点，包括其高效换热、结构简单等优势，以便读者对热管换热器在工程中的应用有更全面的认识。
最后，我们将重点讨论热管换热器在工程应用中的优势，以展示其在实际工程中的重要性和价值。
通过对热管换热器的原理、特点和应用优势进行全面介绍，本文旨在帮助读者深入理解和应用热管换热器技术。
1.3 目的：本文旨在深入介绍热管换热器的工作原理及特点，探讨其在工程应用中的优势。
通过对热管换热器的全面解析，旨在帮助读者全面了解该换热器的优点和适用领域，为工程实践提供参考和指导。
同时，通过对热管换热器未来发展前景的展望，进一步探讨该技术在换热领域的潜力和发展方向。
希望本文能为读者提供一份全面且深入的研究参考，促进热管换热器技术的不断创新与发展。
2.正文2.1 热管换热器的工作原理热管换热器是一种利用热管换热原理实现热量转移的换热设备。
其工作原理是通过热管内介质的相变过程来实现热量的传递。
热管换热器主要包括蒸发段和冷凝段两部分。
在蒸发段，工作介质（如液态水）受热后蒸发成为蒸汽，蒸汽通过热管的热传递作用被传输到冷凝段。
在冷凝段，蒸汽失去热量后冷凝成为液态介质，释放出的热量再次通过热管传递到冷却介质。
通过这样的过程，热管换热器实现了热量的高效传递，并具有一定的节能效果。
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。
热管散热器技术原理
热管^热器技术原理现在的CPU、显卡、硬盘，甚至主板芯片组的发热量都大得惊人。
普通风冷散热器已经发展到极限了，要想继续提高散热性能只能寻求新的散热技术。
好在业界早已开发出诸如热管、液冷、半导体制冷等技术。
虽然这些技术里不乏高性能得散热方式，但是最贴合实际应用的还非热管莫数了。
热管应用于PC上还是近几年里的事，真正开始普及也就一年左右。
随着热管技术的成熟和大规模使用，现在的热管散热器已经走下神台，价格也是一落千丈，从最初的500以上，到现在不足百元的售价，的确让很多玩家为止欣喜。
但是，你知道为什么同样的热管散热器价格会有从几千元到几十元这么大的差价么？你知道热管散热器里面的各种技术和制造工艺么？下面我就和大家一起探讨一下关于热管散热器的方方面面。
热管是一种具有极高导热性能的传热元件1964年发明于美国洛斯-阿洛莫斯国家实验氢L os Alamos National Laboratory）并在上世纪60年代末达到理论研究高峰于70年代开始在工业领域大量应用。
它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性，高达纯铜导热能力的上百倍，有“热超导体”之美称。
工艺过关、设计出色的热管CPU散热器，将具有普通无热管风冷散热器无法达到的强劲性能。
-TH€RMACOR€ Heat PipeNotu tt dt Iht? watur 打由白hsal 即白will svaporabaatbetow 1 co u C 血白l口iht low pre骷LI怕i •馅i曲tM haalpipd.热管工作状况示意图PC散热器中应用的热管属常温热管，工艺成熟，热管内工质为水。
热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端。
当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体。
液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止。
热量由热管一端传至另外一端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
CPU散热解析热管散热技术
CPU散热解析热管散热技术CPU散热效果翻倍提升深入解析热管散热技术虽然液氮、干冰、水冷散热器有着非常不错的散热效果，不过操作复杂，并不适合普通的消费者。
而风冷散热器又无法满足普通玩家的超频需求，热管散热器凭借着不错的散热性能成为市场中倍受关注的产品。
那么热管散热器的散热原理是什么?与普通的风冷散热器相比能带来多大的散热效果，购买热管散热器需要注意哪些事宜?接下来，笔者通过此篇文章，为大家揭开热管散热器的神秘面纱。
一、热管散热技术解析热管技术的原理其实很简单，就是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。
将铜管内部抽真空后充入工作流体，流体以蒸发--冷凝的相变过程在内部反复循环，不断将热端的热量传至冷却端，从而形成将热量从管子的一端传至另一端的传热过程。
典型的热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到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)，根据需要可以在两段中间布置绝热段。
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，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。
如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。
热管散热器(4根热管)采用热管的散热器比起传统的风冷散热器有成倍的效能提升，打破了风冷极限。
热管还可以让散热器设计成任何形状，不必再担心与其他配件发生干涉。
热管在热传递上的高效能，也让设计者不必大量采用价格昂贵的铜材，只需轻薄的铝片帖合热管外壁，既能达到理想散热性能。
一根热管的基本结构由容器、毛细结构和动作流体三部分组成。
很多人都对热管中装的东西很好奇。
那么，热管中装载的到底是什么呢?一般来说，热管中的动作流体需要根据热管所工作的温度区间进行选择。
对于PC散热，考虑到成本因素，厂商们一般选择的是纯水和部分添加剂。
热管散热技术解析那么，一般热管要装进多少动作流体呢?动作流体装入量太少，会导致流体无法将毛细结构孔隙填充，造成热管蒸发端局部干燥。
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。
热管散热器的工作原理
热管散热器的工作原理
热管散热器是一种高效的散热技术，其工作原理基于热传导和相变热原理。
热管由吸热段（evaporator section）、蒸汽管（vapor line）、
汽液两相共存段（adiabatic section）、冷凝器段（condenser section）和毛细管（capillary wick）组成。
工作原理如下：
1. 散热器中的热源（如电子组件）使吸热段内的工作物质（通常是氨、水或铜等）受热并蒸发。
2. 蒸汽会在蒸汽管中传导热量，并向散热器的较冷区域移动。
3. 在汽液两相共存段中，蒸汽冷却并凝结，释放出潜热。
4. 冷凝后的流体通过毛细管回到吸热段，继续循环。
5. 散热器中的较冷区域（如散热片）接收到热量，并通过对流和辐射散热将热量传递到周围环境。
热管散热器的工作原理利用了相变熔沸过程中的潜热和热传导，实现了高效的热量传递和散热。
相较于传统的散热技术，热管散热器具有更高的传热效率和快速响应的优势。
热管散热器工作原理
热管散热器工作原理热管散热器是一种高效的散热设备，它利用热导原理将热量从热源端传输到散热器端，实现散热。
下面将详细介绍热管散热器的工作原理。
热管散热器由以下主要部分组成：热源端、蒸发段、上升段、冷凝段和散热器端。
其工作原理可以概括为：热源端的热量通过蒸发段将工作介质蒸发成气体，然后由上升段带着热量向上移动，再经过冷凝段将热量传输给散热器端，最后通过散热器将热量散发到周围环境中。
热管散热器内部是一个封闭的容器，容器内充满了工作介质。
常见的工作介质有水、氨、醇类等。
工作介质的选择视实际应用场景和散热要求而定。
热管散热器的工作过程可以分为以下几个阶段：1.蒸发阶段：热管散热器的热源端暴露在高温环境中，产生的热量会使得蒸发段的工作介质快速蒸发。
蒸发段内的工作介质会吸收热量，并在低压下从液态变为气态。
2.上升阶段：蒸发段中的气态工作介质会由于热膨胀效应而向上移动。
该上升过程是无需外加能量的自流过程。
气态工作介质在上升段中带着热量不断向上传输。
3.冷凝阶段：上升段中的气态工作介质会到达热管的冷凝段，冷凝段暴露在较低温度的环境中。
由于冷凝段温度低于气态工作介质的饱和温度，气态工作介质会凝结成液态。
4.散热阶段：冷凝段中的液态工作介质会传输热量给散热器端。
热量会通过散热器端的散热片或风扇散发到周围环境中。
整个工作过程是一个循环。
热源端持续输入热量，蒸发段中的工作介质快速蒸发，上升段中的气态工作介质带着热量向上移动，冷凝段中的气态工作介质冷凝成液态，并将热量传输给散热器端。
散热器端通过散热片或风扇将热量散发到周围环境中，从而实现散热的目的。
热管散热器具有以下几个优点：1.高效散热：热管散热器利用工作介质的相变和热导特性，能够高效地传输热量。
相比传统的导热方式，热管散热器传热效率更高。
2.长距离传热：热管散热器能够在较长距离内传输热量，具有一定的跨平台传热能力。
这对于一些需要远程散热的应用场景非常有利。
3.快速响应：热管散热器由于工作原理的特殊性，具有快速响应的特点。
热管讲义
p v p ve p va p vc
无绝热段的热管，在径向雷诺数Rer≤1时，热管中蒸气流动压力降为 4 v lQ p v v rv 4 hfg
rv为蒸气腔半径，m；hfg为液体的气化潜热，kJ/kg。
雷诺数Rer＞1时，蒸发、冷凝段压力降
p ve
Q2 8 v rv h
第7章 热管及热管换热器
7.2.热管理论
2. 热管循环推动力
蒸发段弯曲液面两边的压力差为 冷凝段弯曲液面两边的压力差为
2 2 cos e p e Re re
2 2 cos c pc Rc rc
热管吸液芯毛细作用示意图
14
第7章 热管及热管换热器
7.2.热管理论
热管两端毛细头压差△pcap为
4 2 fg
p vc
Q2
2 2 2 v rv hfg 4
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第7章 热管及热管换热器
7.2.热管理论
当存在绝热段时，绝热段内径向雷诺数 Rer≈0，当轴向雷诺数 Re＜1000 时，其流动可视为层流，绝热段蒸气流动压力降可用 前面提到的圆管层流公式计算。 当轴向雷诺数 Re＞1000 且 la＞50rv 时，其流动为湍流，压力 降为
η －为流体的粘度，Pa· s；l－为管道长度，m； A－为圆管横截面积，m2；R－为圆管半径，m； ρ －为流体的密度，kg/m3；qm－为流体质量流量，kg/s。 实际上热管不是简单的圆形管，因此热管内吸液芯多孔 物质中液体流动的压力降计算公式
m2；R为圆管半径，m；ρ 为流体的密度， kg/m3；qm为流体质量流量， l lqm pl kg/s ( ro2 ri 2 ) K l 压力降修正计算公式 17
热管HeatPipe课件
同时也会增加热阻。因此，需要根据实际应用需求进行权衡。
03
隔绝材料选择
为了实现热管的热量传输，需要选择合适的隔绝材料将热量封在管内，
同时防止空气和湿气的进入。
热管制造工艺
制造工艺流程
热管的制造工艺包括多个环节，如管材切割、清洗、焊接、抽真 空等，每个环节都对最终的热管性能产生影响。
焊接质量
焊接质量直接影响热管的密封性和传热性能，高质量的焊接可以保 证热管在使用过程中不会出现泄漏现象。
抽真空工艺
为了减小空气对热管传热性能的影响，制造过程中需要对热管进行 抽真空处理，这一工艺对最终的热管性能至关重要。
04
热管性能测试
热管传热性能测试
传热效率
测试热管在不同工况下的传热效 率，包括热管长度、直径、工质 、操作压力等参数变化对传热效 率的影响。
传热温差
研究热管启动时间和达到稳态传 热的时间，以及各部分之间的温 差分布，以评估热管的传热性能 。
总结词
热管应用拓展研究主要关注将热管技术应用于新的领域和场景，以扩大其应用范围和提升其应用价值 。
详细描述
随着技术的不断发展，热管的应用领域也在不断扩大。目前，热管已经广泛应用于电子设备散热、太 阳能热利用、余热回收等领域。未来，随着人们对节能减排和高效能源利用的需求不断增加，热管有 望在更多领域得到应用，如建筑节能、新能源汽车等。
建筑节能领域
研究热管在建筑节能领域的应 用，如利用热管进行建筑物的 采暖和制冷，提高建筑物的能
源利用效率。
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当热管一端受热时，管内工质蒸发汽 化，蒸汽在压力差作用下向另一端流 动，并在另一端冷凝放热，将热量传 递出去。
热管内部发生的相变传热和热对流等 物理现象，使其具有优良的传热性能 ，能够实现快速、稳定、可靠地传递 热量。
热管工作原理示意图
热管工作原理示意图热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
目录基本简介热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。
现在常见于cpu的散热器上。
从热力学的角度看，为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢？物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。
从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中热传导最快。
热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。
一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。
热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。
管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。
热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。
这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
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。
热管的基本原理和结构课件
2 热管的基本原理和结构
图1 热管结构示意图
3 热管的分类
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，常用的分类方法有一下几种。
（1）按照热管内工作温度区分
低温热管（-273～0℃）、常温热管（0～250℃）、中温热管（250～450℃）和高
外表面的化学清洗，一般由专业清洗公司进行。 B、干冰清洗。干冰即固体二氧化碳，喷射清除表面灰垢，此方法费用较高，
且存在死角。 C、人工清灰
5.1.2.1合理选择热管管外翅片结构
气相换热的热管换热器，管外都采用加肋强化传热，翅片形式多选用穿
片或螺旋型缠绕片，这些翅片的结果紧凑，肋化比高，效果明显，但缺点是极
变截面换热设备能保证其进出口具有相同的自清灰能力，一般认为换热
设备内实际流体流速达到8m/s便可起到自清灰的作用，设计时可取8～12m/s，
对于可能引起严重磨损的部位流体流速可取6～8m/s，以免引起管子快速磨
损而损坏穿孔。
5.2 热管的露点腐蚀及对策
当热管换热器在低温烟气中使用，换热器热管常常会遇到低温露
5 热管应用过程中存在的几个关键的技术问题
在热管技术蓬勃发展的今天，在工业应用中仍然存在一些问题， 这些问题得不到很好的解决，将极大的限制热管技术的使用和深入发 展。因此，有必要对这些问题去研究、去探索，以求找到合理的解决 办法。 5.1热管的积灰问题及对策
在热管余热回收设备中，热管积灰是普遍存在的问题，积灰增加 了受热面热阻，降低设备的传热能力。积灰还可以减少流体的通道面 积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀。不少余 热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用，因此积灰已 成为了节能设备是否能够正常运行的一个主要问题，应给予高度重视。
热管技术以及其在工程中的具体应用详解-精品图文
热管技术及其工程应用第一章绪论热管的发展史一.热管的组成第二章热管及其特性图2.1 热管示意图1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液Heat Pipes for Dehumidification(除湿气)热管的工作液要有较高的汽化潜热要有较高的汽化潜热、、导热系数导热系数，，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质将积累在蒸发段破坏毛细结构。
二. 热管的工作过程（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）是冷凝后的工作也体回流到蒸发段。
三.热管的传热极限热管虽然是一种传热性能极好的元件热管虽然是一种传热性能极好的元件，，但也不可能无限加大热负荷但也不可能无限加大热负荷，，其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制，，如毛细力如毛细力、、声速声速、、携带携带、、冷冻启动冷冻启动、、连续蒸气连续蒸气、、蒸气压力及冷凝等蒸气压力及冷凝等，，因而构成热管的传热极限(或叫工作极限)。
这些传热极限与热管尺寸这些传热极限与热管尺寸、、形状形状、、工作介质工作介质、、吸液芯结构吸液芯结构、、工作温度等有关工作温度等有关，，限制热管传热量的级限类型是由该热管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的。
具体来讲具体来讲，，这些极限主要有主要有（（如图所示如图所示）：）：从图中可以看出：当工作温度低时，最易出现粘性极限及声速极限。
热管式 CPU散热器总传热能力的分析
笔记本电脑热管散热器总传热能力的分析1 热管散热器的结构尺寸计算：图1 CPU 散热器基本结构示意图图 1是为 笔记本电脑CPU 芯片的热管散热器的结构示意图,散热片周围冷却气流温度为 C T o f 25=,冷却气流流量为h m V /203=(假定),要求散热器稳定工作时,CPU 表面接触温度C Tcpu o 61=,热管工质为纯水,热管材质为纯铜,散热片材质为纯铜,吸液芯为槽道。
散热器的有关结构尺寸图表： 翅片的结构示意图：热管的结构示意图:热管槽道微观结构：单位：mm其它主要参数和计算结果：铜热管的壁厚和导热系数：m sr rg 0006.0==δδ, )/(399C m W o rg •=λ, 热管内部蒸发段和冷凝段水的传热系数)/(8.52ln C m kW h h o zf •==（假定）， 蒸发段长度为m l zf 032.0=， 冷凝段长度为m l zf 067.0=，蒸发段内壁表面积：根据槽道的微观结构图不难发现，增加了槽道后，使接触面积比没有槽道的光管增加了一倍。
所以忽略微型槽道对蒸发与冷凝过程的影响，则换热能力按实际的接触面积计算。
即内壁表面积为：200098688.0m A zf =，冷凝段内壁表面积：2ln 00206628.0m A =散热翅片的翅厚m 0002.0=δ，散热翅片的翅间距厚m s 0012.0=，翅片总数57片，散热片总表面积2072282.0m A f =。
2 热管散热器的传热模型和总传热系数图：本计算中采用传热热阻来计算热管散热器的传热能力。
热管散热器总传热能力按描述对流传热的牛顿冷却公式可以写为T A Q Δ=α (1)式中，Q 为热管散热器的总传热量，α为散热器的总传热系数，A 为散热器的基准散热面积，T Δ为 CPU 表面温度cpu T 与散热片周围冷却气流温度a T 的差，即f cpu T T T −=Δ (2)(1)式中，A 和T Δ一般是指定的和已知的，因此要求得散热器的总传热能力Q，就只须求出总传热系数α，为此，将(1)式改写为AR QTA =Δ=α1(3) (3)式中，R 是当基准面积A 为单位面积时，散热器的总热阻，按传热学理论，它也是各串联传环节中的热阻之和。
热管工作原理示意图
热管工作原理示意图热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
目录基本简介热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。
现在常见于cpu的散热器上。
从热力学的角度看，为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢？物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。
从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中热传导最快。
热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。
一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。
热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。
管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。
热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。
这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
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。
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热管压扁
对于弯曲变化来说，圆柱形的外壁变成扁平形状，也会大幅降低热传导性能，因为过大的形变 会导致热管内部的毛细结构部分中断
热管技术工程应用
目录
Contents
01
02
热管常用知识
电子设备热 管应用技术
03
04
其他行业热 管应用技术
手机石墨散热的 应用
01 热管常用知识
其他行业热管应用技术
手机石墨散热的应用
热管之芯
• 吸液芯的内部，大多都有一些细小的毛刺和孔洞， 利用水的张力和虹吸作用，可以加速液体的回流。
热熔渣结构
毛细效应
热管尺寸
直径 mm
3 4 5 6 6.35 8 10 25.4 T=3 T=4 T=5
长度 mm
0-280 0-280 0-280 0-280 0-280 0-280
30-100 0-280 0-280 0-280
备注
圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 底座 铜网 圆热管 底座 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网
多重金属网孔
• 一般这种热管内部使用的是 一种由铜线制作的金属织物。 细小的铜线之间存在许多空 隙，但是织物的结构又不会 让织物错位阻塞热管。从成 本的角度看，这种热管的内 部结构相对简单许多，制作 起来也更加简单。仅需一只 普通铜管，填充这些多重金 属网孔织物即可。从理论上 来说散热效果不如前面二者。
➢看似粗糙的内壁中，遍布各种细小的孔洞。他们就像是人身体上的 毛细血管一样。热管内的液体会在这些小孔中穿梭，形成强大的虹 吸力量。从制造的角度看，这种制程和结构的热管制造成本较高。
沟槽结构
➢“我本将心照明月，奈 何明月照沟渠”。它的 作用也是像毛细血管一 样，回流的液体通过这 些沟槽迅速在热管中进 行传导。从生产成本的 角度来看，这种热管的 制造相对简单，更容易 制作，制造成本相对低 廉。但从理论上来说， 不如前者的散热效率高。
换个方式来说，直径为3mm的正品热管，2.8个标准热传递周期中 只能传递15W（15焦耳/s）的热量。而直径为5mm的热管，在1.8个热 传递周期最大热量传递达到了45W，是3mm热管的3倍。而8mm的热 管产品只需0.6个周期就可以传递高达80W的热量，因此8mm热管的导 热效率也是最高的。当然成本也是相对较高的。
热管弯曲度
➢任何结构的热管，对弯折次数，和弯曲角度都是非常敏感的， 而每次弯曲都会造成热管导热性能的下降。不过，如果尽量保 持弯曲部位直径无变化，或者变化很小，可以把性能下降的程 度降到最低。
热管折弯工艺
管径(mm)
Φ3 Φ4 Φ5 Φ6 Φ8 Φ9 Φ 9.35
最小折弯 R(mm) 建议 R(mm) 最小折弯角θ
热管尺寸
热管直径的增大，带来的是 热管毛细内径的增加，而毛 细渗透率也会相应提高，也 就提高了热管的导热效率。 但是需要注意的是，并非热 管越多，管径越大越好，因 为还需要考虑到芯片顶盖， 与热管的接触面积，如果热 管受热面积不均匀，或者热 管的利用率太低，仍然不能 有效提散热效果。所以8mm 多热管的散热器并不多见 （常见的为4个8mm热管，也 有8mm+6mm混合配制）。
300W, 总热 阻0.24 K/W at 10CFM
80W 热管散热器
本质上是将整块基板做成扁平状的热管，实现基板的良好均温，从而进一步提 升散热器的整体性能，采用均温排布及翅片优化技术，热阻0.35℃/W
笔记本电脑散热
• 通过热管将热量传导至冷端散发出去
相变基板散热器
• 1.外形尺寸：800x200(基板尺寸），芯体尺 寸800x130x250～400mm
01热管常用知识
02 电子设备热 管应用技术 其他行业热管应用技术
手机石墨散热的应用
CPU热管散热模组
热管散热模组
• 芯片和热管直接接触时， 难以固定，因此通常在芯 片上表面与热管蒸发段之 间设置有Block这一辅助结 构，将热管与芯片之间的 热流通道连接起来。
• 本散热模组采用肋片散热 器，采用两根内径6mm的 打扁铜水热管并联散热。
常敏感。当沟槽管弯曲90度， 粉进行填充，因此热管的毛细半径
导热性能大降，甚至只能达 小，渗透效率也就变得较低，这也
到原来性能的1/2
就导致了烧结热管在长度增长时， 热管的导热性能会下降很多。而沟
槽热管，填充料少，毛细内径大，
渗透率也较高，因此在直通状态下，
沟槽热管的导热效率要强于烧结热
管
沟槽热管的内部填充料 较少，因此使得热管内 部蒸凝过程受重力影响 较大，不如烧结热管那 样稳定；沟槽热管在水 平角度导热率为34，如 果倾斜正负20度角时， 导热率会在0至86之间 变化，受到重力的影响 非常大，导热效率极不 稳定。而烧结热管在重 力影响方面则要好的多 ，稳定的多。
热管的尺寸
目前主流散热器都会采用6mm或者8mm热管 以热管长度均为150mm计算，直径为3mm的热管其热阻值为0.33
（测试物体温度变化区间60～90度）。而直径为5mm的时候，热阻立 刻降到了0.11，已经可以满足绝大部分电子元件的导热要求。而当热管 直径扩大到8mm的时候，热阻则骤降到0.0625，起到热效率，是大部 分金属材质散热器难以达到的效果。这也就是为什么一个普通热管的直 通条件下的导热效率，是铜导热介质的10倍，
常用热管
目前散热器产品的主要应用的热管形式，有烧结和沟槽两种。而目前
绝对多数的散热器都会采用烧结式热管，但是这并不意味着沟槽式热管 的性能要比烧结式热管性能差，而实际则恰恰相反。
烧结vs沟槽
01 热管弯曲度
02 传热能力
03 抗重力性
对于沟槽热管来说，由于内 两个同尺寸的烧结热管和沟槽热管
部结构的限制，在这方面非 相比，由于烧结热管内部有大量铜