热管散热方式
热管是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种传热元件,它充分利用了热传导原理与制冷介质的快速热传递性质,通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。那么为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢?
热管的基本原理与冰箱等相变制冷类似,也可以说是一个微缩的相变制冷系统。它是利用高导热性液体相变时吸热蒸发、放热凝结的特性,将热量快速的从吸热端转移到散热端。具体的工作原理是:热管一般是中空的圆柱形,其中装有易蒸发的液体。热管中始终保持真空状态,其中的液体的蒸发温度与环境温度相近。当热量被挥发层(图中所示的Evaporator
Section,由易于蒸发的液体组成)吸收后,液体就迅速被加热到沸点产生蒸气,蒸气上升到冷却层(下图中所示Condenser
Section),当热量被释放后,蒸气重新凝结成液滴,由于受到重力作用或者是其他的内部作用,液滴重新回到挥发层,继续被蒸发,然后被冷却,这就形成一个周而复始的循环,推动这一循环的就是热源。
如果把热管剖开看,我们可以把热管分成管壳、吸液芯和蒸气通道三个部分:管壳由于内部抽成真空必须承受大气高压,不能发生形变出现热阻,因此对管材和制造工艺有很高的要求。
目前管壳一般广泛采用的是炭钢、不锈钢、铜、铝、钛等合金作为材质。吸液芯是一种多孔材质,它紧贴于热管内壁,利用液体的表面张力从凝结段将液体送回到蒸发段。吸液芯主要是由金属网、泡沫材料、毛毡、纤维等多孔物质组成。热管的中间部分作为蒸气传输通道。
作为内部液体,一般选择与吸液芯有良好的相容性,并且导热性、稳定性、汽化性、安全性高的液态介质。由于热管中需要通道流动液体与气体,因此在使用中非常忌讳弯曲。有技术文档显示,热管每做一个180度的弯曲,就会降低大约37%的热传递效能。而在实际应用中,热管不可能不弯曲,为了保证不降低热传递性能,只能以增加热管数量来弥补。
(责任编辑:刘伟) |