本帖最后由 sholive 于 2009-5-16 10:07 編輯 ; B0 H" }5 }& K
5 }: J1 F% J7 u2 D" V
熱管原理: 熱管技術
0 h0 D, b4 j& Z( {7 x1 Q- l * p7 p- V, T5 i- ~
熱管這項技術早在1963年就在位于美國的LosAlamos國家實驗室中誕生了,其發(fā)明人是G.M.Grover,。熱管屬于一種傳熱元件,,它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質,透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,,其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力,。以前熱管技術一直被廣泛應用在宇航、軍工等行業(yè),,被引入散熱器制造業(yè)還是近幾年的事情,。# [1 g& @, X5 P3 c/ w$ O
正是因為有熱管技術的存在,使得人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設計思路,,擺脫了單純依靠大風量風扇獲得更好散熱效果的傳統(tǒng)散熱模式,。取而代之的是采用低轉速、低風量風扇配合熱管技術的嶄新散熱模式,。熱管技術更為PC的靜音時代帶來了契機,。
! N+ n2 l) n) ?- R 走近熱管看究竟. V% ?7 v+ c. a; A
![]()
$ H" w1 }) B; x4 x' l 熱管技術為什么會有如此的高性能呢?這個問題我們要從熱力學的角度看,。物體的吸熱,、放熱是相對的,凡是有溫度差存在的時候,,就必然出現(xiàn)熱從高溫處向低溫處傳遞的現(xiàn)象,。熱傳遞有3種方式:輻射、對流,、傳導,,其中熱傳導最快。/ ?6 }6 Z( Y4 t! [- r
熱管就是利用蒸發(fā)制冷,,使得熱管兩端溫度差很大,,使熱量快速傳導,。常見的熱管均是由管殼、吸液芯和端蓋組成,。制作方法是將熱管內部抽成負壓狀態(tài),,然后充入適當?shù)囊后w,這種液體沸點很低,,容易揮發(fā),。管壁有吸液芯,由毛細多孔材料構成,。7 t) E/ k6 F/ `, n
熱管一端為蒸發(fā)端,,另外一端為冷凝端。當熱管一段受熱時,,毛細管中的液體迅速蒸發(fā),,蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端,并且釋放出熱量,,重新凝結成液體,。液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發(fā)段,如此循環(huán)不止,。熱量由熱管一端傳至另外一端,,這種循環(huán)是快速進行的,熱量可以被源源不斷地傳導開來,。
" K r! W4 ]9 _2 z4 z4 ^ 熱管技術的特點( B: g% i; L( L9 F2 M
高速度的熱傳導效果:4 F H: A# Z9 U) }" [; O
- 重量輕且構造簡單,。
E9 h1 j1 _5 c3 r3 E) }1 v- 溫度分布平均,可作均溫或等溫動作,。
& B, f; e% f: d6 m# u( Y0 N- 熱傳輸量大。熱傳送距離長,。
' v/ P. X6 v9 a; V- 沒有主動元件,,本身并不耗電。% c" \/ Q7 l" O% _5 r
- 可以在無重力力場的環(huán)境下使用,。2 k( W4 A' t8 X% o( [( P
- 沒有熱傳方向的限制,,蒸發(fā)端以及凝結端可以互換。1 f5 _* A. X4 A$ `+ H) g5 L
- 容易加工以改變熱傳輸方向,。
5 l9 x0 h( ~4 v) ], e5 |- 耐用,、壽命長、可靠,,易存放保管,。 _6 k, ^7 Q! u- ~. h/ m& @1 x
熱管的制作工藝
1 `+ T B% |/ C. e看似簡單的熱管其實對工藝的要求是非常高的,下面讓我們來一起看看它的工藝及測試:
" N0 D; a j4 v( D+ B, v! {. w7 O- 工作流體選定:非燃性,、操作溫度,、熱傳量,、容許熱阻、經濟性,。5 c: d3 C2 Z* V3 v$ M) i8 p3 i+ K
- 容器材料選定:熱傳導性,、真空維持度、耐壓,、流體相容性(腐蝕,、化學反應)。 Z8 t; p/ c' d" A" M& m5 a
- 容器及注入加工:長度,、去毛邊,、洗凈、封口,、保存,。泄漏測試就:氦氣泄漏探測、高壓氣泡檢查(防止容器出現(xiàn)針孔,、裂隙以及氧化),。! U. O$ {" z! `, ?! D# S! S
- 真空烘烤:高溫、真空的環(huán)境下對熱管組件作毛細表面脫水,、脫氧處理,。
) Y' H5 C t$ o7 f0 y- 工作流體真空處理:加熱驅出(液態(tài))、氣態(tài)液化(氣態(tài)),、真空補汞法,。注入封口:鎢電極純氣熔接(這對于導熱管來說,是唯一的防漏封口法),。
3 R" C, q, d' E. ]3 q5 W- 抽樣測試:氧化/腐蝕耐用性測試,、最大熱傳效能測試、最大彎曲/扁平后泄漏測試,、最大彎曲/扁平后效能測試,、壽命測試。5 T l% o7 ]/ z+ t/ I5 O
其他特性限制8 ~6 ~, e+ J( _1 j5 S0 i
在熱傳輸上,,熱管也有一些限制:" F% N: g5 b+ E* `8 ?0 I
- 黏性限制:低溫的蒸氣流動黏性力,。' M% |& _7 V! v& `+ o
- 音速限制:蒸氣流達音速的塞流現(xiàn)象。+ j+ m6 s5 e5 |' Q- A
- 飛散限制:蒸氣流速過大,,超過液體表面張力,,使液滴飛散的剪斷力。0 x: L4 l: y/ l J7 C
- 毛細管限制:流體的流量大于毛細輸送能力,。此現(xiàn)象易使毛細干燥,,燒毀導管。! \4 d) G$ ?2 ^- F, _' y
- 沸騰限制:所有流體都達沸騰汽化時,會降低傳熱的能力,。0 R7 T( J4 j& F" \
|