工作原理

热管由金属外壳和传热工作液组成，管内抽真空(有些热管

吸液芯热管的结构及工作原理图

的金属管内设有帮助工作液流动的芯子)。其工作原理是，当热管蒸发段被加热时，工作液吸收管外热量汽化，并从蒸汽腔流向冷凝段，蒸汽到冷凝段后遇冷，放出潜热液化，再流回蒸发段，从而使冷凝段外部的冷源温度提高。即在工作液的一个循环中使热量由热源传到冷源。 小热管换热器与吸液芯热管结构原理相似，它由管壳、端盖、吸液芯、管外肋片、管端排气管及管内工质6个部分组成。热管的一端为蒸发段，另一端为冷凝段。当热管的蒸发段受热时，经管壁传到吸液芯中，液态工质便汽化、蒸发，借助压差使蒸气经热管的中心通道而迅速传到冷凝段，在此蒸气凝缩成液体，释放出潜热。在吸液芯的吸力作用下，液态工质又回到蒸发段。通过这种“蒸发—传输—冷凝”的反复循环而传递热量。热管还包括位于蒸发段和冷凝段之间的流体传输段(或称绝热段)，作为流体通道。热管实际上是蒸发-冷凝与毛细吸力作用相结合的一种新型传热元件。图为吸液芯热管的结构及工作原理。

影响因素分析

冷风流量

热风风温降低通过冷风冷却实现,增大冷风流量,加大冷风流速,既可提高冷却段对流传热系数,又可增大单位时间的散热量,因此冷风流量是影响小热管换热器散热效能的重要因素。

倾角

由于小热管是靠管内工质在热管蒸发段与冷凝段之间交替相变而传热,在蒸发段时吸热为气相,流至冷凝段时被冷却为液相,之后又借助重力或吸液芯的毛细抽力回到蒸发段,来回往复以实现连续循环工作,所以小热管的传热功率不是无穷大,而是存在某一极限,被称为毛细极限功率,计算公式见下式：

Q = ΔPcap,max − ρ1gdvcosθ ± ρ1gsinθ(Fl+Fv)leff

式中Q和leff -- 毛细极限功率以及热管有效长度;
　　ρ1、Fl、Fv和g -- 热管管内液体工质的密度、摩擦因数、蒸汽工质的摩擦因数和重力加速度;
　　ΔPcap,max -- 大毛细力。
　　公式表明,在不同倾角下,小热管的毛细极限功率不同,因而倾角也是影响小热管换热器散热效能的重要因素。