热管技术
什么是热管?
热管是最常见的被动式、毛细管驱动的两相系统。两相传热涉及工作流体的液-汽相变化(沸腾/蒸发和冷凝)。热管技术行业的领导者，阿维德，博伊德公司热能部bob体育在线下载自1970年以来，一直致力于设计、开发和制造被动式、两相传热设备。
热管具有非常有效的高导热性。固体导体，如铝、铜、石墨和金刚石的导热系数为250w /m•K至1500w /m•K，而热管的有效导热系数为5000 W/m•K至20000w /m•K。热管通过工作流体的汽化潜热，将热量从热源(蒸发器)传递到散热器(冷凝器)经过相对较长的距离。热管通常有3个部分:蒸发器部分(热输入/源)，绝热(或传输)部分和冷凝器部分(热输出/散热器)。
热管的关键部件
热管的三个主要组成部分包括:
真空密封的外壳或容器
•工作流体
•毛细芯结构
它们一起工作，更有效、更均匀地传递热量。芯结构排列在热管外壳的内表面，并被工作流体饱和。灯芯为液体从冷凝器(热量输出/吸收)返回到蒸发器(热量输入/热源)提供了发展毛细管作用的结构。由于热管中含有真空，工作流体将沸腾，并在大气压下远低于其沸点时吸收潜热。例如，水将在刚刚高于273°K(0°C)时沸腾，并在这个低温下开始有效地传递潜热。
热管外壳或安全壳
热管可以用各种不同的材料制成。avid用铝、铜、钛、蒙乃尔、不锈钢、铬镍铁合金和钨建造了热管。最常见的电子冷却应用是铜。热管密封材料的选择在很大程度上取决于与工作流体的相容性。
工作流体
avid已经设计、开发和制造了使用超过27种不同工质的热管。热管工质的选择取决于应用的工作温度范围。工作流体范围从极低温应用的液氦(-271°C)到极高温应用的银(> 2000°C)。最常见的热管工作流体是水，工作温度范围从1°C到325°C。低温热管使用氨和氮等流体。高温热管利用铯、钾、NaK和钠(873 - 1473°K)。
热管工质 |
工作温度范围(°C) |
热管外壳材料 |
低温或低温热管工质 |
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二氧化碳 |
-50 - 30 |
铝，不锈钢，钛 |
氦 |
-271年到-269年 |
不锈钢、钛 |
氢 |
-260年到-230年 |
不锈钢 |
甲烷 |
-180年到-100年 |
不锈钢 |
霓虹灯 |
-240年到-230年 |
不锈钢 |
氮 |
-200年到-160年 |
不锈钢 |
氧气 |
-210年到-130年 |
铝、钛 |
中程热管工作流体 |
||
丙酮 |
-48年到125年 |
铝、不锈钢 |
氨 |
-75年到125年 |
铝、不锈钢 |
乙烷 |
-150 - 25 |
铝 |
甲醇 |
-75年到120年 |
铜、不锈钢 |
甲胺 |
-90年到125年 |
铝 |
戊烷 |
-125年到125年 |
铝、不锈钢 |
丙烯 |
-150 - 60 |
铝、不锈钢 |
水 |
1到325 |
铜，蒙乃尔合金，镍，钛 |
高温热管流体 |
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铯 |
350年到925年 |
不锈钢，铬镍铁合金，海恩斯 |
钠钾共晶合金 |
425年到825年 |
不锈钢，铬镍铁合金，海恩斯 |
钾 |
400年到1025年 |
不锈钢，铬镍铁合金，海恩斯 |
钠 |
500年到1225年 |
不锈钢，铬镍铁合金，海恩斯 |
锂 |
925年到1825年 |
钨、铌 |
银 |
1625年到2025年 |
钨、钼 |
芯结构
热管芯结构是一种利用毛细管将液体工作流体从冷凝器移回蒸发器部分的结构。热管灯芯结构由各种材料和方法构成。最常见的热管芯结构包括:热管内壁上的轴向凹槽、丝网/钢丝和“烧结粉末金属”。其他先进的热管芯结构包括动脉、双分散烧结粉末和复合芯结构。
avid生产所有常见的芯棒结构，以及先进的芯棒结构。然而，Aavid专业的“烧结粉末金属”芯结构允许热管提供最高的热流能力，最大程度的重力方向不敏感和冻融耐受性。
适用于任何应用的avid热管技术
嵌入式热管设计使现有散热器的性能提高了50%，而设计变化很小。
蒸汽室散热器作为散热器的基础，可以减轻扩散阻力，接受比传统的固体散热器更高的热流。
热管塔技术采用了灯芯结构和垂直散热片，以最小的占地面积提供最大的散热。
回路热管液体和蒸汽管路中没有灯芯结构。它们是理想的应用，从热源到冷凝器的距离使常规热管不切实际，或应用有很高的引力或冲击和振动隔离要求。
轴向槽式热管是使用氨和丙烯等液体的低温热管，用于卫星热控制等应用的长距离散热。
等温炉衬(IFLs)，是高温热管，用于创建均匀或等温温度的应用，如热电偶校准和半导体晶体生长。