熱管技術(shù)是1963年美國(guó)洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的喬治格羅佛(George Grover)發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過(guò)熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱管的傳熱速度和傳熱量是同體積金屬的幾百倍。

熱管在上世紀(jì)60年代末達(dá)到理論研究高峰于70年代開始在工業(yè)領(lǐng)域大量應(yīng)用。當(dāng)時(shí)的熱管受到制作工藝和成本上的限制，沒有廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域以外，直到計(jì)算機(jī)高速發(fā)展，散熱問(wèn)題受到關(guān)注而且熱管的價(jià)格也很低廉，人們才開始使用這一技術(shù)。熱管

熱管技術(shù)原理

在加熱熱管的蒸發(fā)段，管芯內(nèi)的工作液體受熱蒸發(fā)，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發(fā)潛熱，蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段，凝結(jié)成液體，同時(shí)放出潛熱，在毛細(xì)力的作用下，液體回流到蒸發(fā)段。這樣，就完成了一個(gè)閉合循環(huán)，從而將大量的熱量從加熱段傳到散熱段。

當(dāng)加熱段在下，冷卻段在上，熱管呈豎直放置時(shí)，工作液體的回流靠重力足可滿足，無(wú)須毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管芯，這種不具有多孔體管芯的熱管被稱為熱虹吸管。熱虹吸管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程上廣泛應(yīng)用。

熱管技術(shù)特點(diǎn)

1、良好的導(dǎo)熱性  

熱管內(nèi)部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導(dǎo)熱能力。與銀、銅、鋁等金屬相比，單位重量的熱管可多傳遞幾個(gè)數(shù)量級(jí)的熱量。

2、優(yōu)良的等溫性  

熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽的壓力取決于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小，由熱力學(xué)Clausuis－Clapeyron方程式可知，溫降亦很小，因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。

3、熱流密度可變性  

熱管可以獨(dú)立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積，即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量，或者熱管可以較大的面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣可以改變熱流密度，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。

4、熱流方向的可逆性  

一根水平放置的有芯熱管，由于其內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)力，因此任意一端受熱就可以作為蒸發(fā)段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。此特點(diǎn)可用于宇宙飛船和人造衛(wèi)星在空間的溫度展平，也可用于先放熱后吸熱的化學(xué)反應(yīng)器及其他裝置。

5、熱二極管與熱開關(guān)性能  

熱管可作成熱二極管或熱開關(guān)，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許向相反的方向流動(dòng)；熱開關(guān)則是當(dāng)熱源溫度高于某一溫度時(shí)，熱管開始工作，而低于這一溫度時(shí)，熱管就不傳熱。

6、恒溫特性（可控?zé)峁埽? 

普通熱管的各部分熱阻基本上不隨加熱量的變化而變，因此當(dāng)加熱量變化時(shí)，熱管各部分的溫度亦隨之變化。但人們發(fā)展了另一種熱管可變導(dǎo)熱管，使得冷凝段的熱阻隨加熱量的增加而降低、隨加熱量的減少而增加，這樣可是熱管在加熱量大幅度變化的情況下，蒸汽溫度變化極小，實(shí)現(xiàn)溫度的控制，這就是熱管的恒溫特性。

7、適應(yīng)性  

熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件而變化，熱管可作成電機(jī)轉(zhuǎn)軸、燃?xì)廨啓C(jī)的葉片、鉆頭、手術(shù)刀等等，熱管也可做成分離式的以適應(yīng)長(zhǎng)距離或冷熱流體不能混合的情況下的換熱；熱管既可以用于地面（重力場(chǎng)），也可用于空間（無(wú)重力）。

熱管技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

1、用于傳送和儲(chǔ)存能量

用熱管傳送熱量是利用汽化潛熱或化學(xué)反應(yīng)將熱量從高溫流體傳向低溫流體,這時(shí)熱管相當(dāng)于傳送管道,但功能和功率都比一般傳送管道多,而且不需要傳送泵等設(shè)備?熱管用于儲(chǔ)存能量,并不是利用熱管本身,因熱管本身的儲(chǔ)熱能力很小,而是用熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)和容易設(shè)置蓄熱材料,如可在熱管外面設(shè)置蓄熱材料,其工作原理為當(dāng)高溫?zé)嵩闯渥銜r(shí),蓄熱材料儲(chǔ)存一部分熱量,而當(dāng)高溫?zé)嵩床怀渥慊蜷g斷時(shí),蓄熱材料將儲(chǔ)存的熱量通過(guò)熱管傳送給低溫物體?

2、用于控制設(shè)備的溫度

利用熱管的控制性能進(jìn)行控溫的方式,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?體積小?性能良好和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)?它的工作原理是利用變導(dǎo)熱管的可調(diào)節(jié)性能,由于變導(dǎo)熱管中的惰性氣體隨溫度的膨脹而改變凝結(jié)段換熱面積,因而可控制熱管內(nèi)溫度,從而也就控制了加熱段的溫度?這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星?宇宙飛船等設(shè)備上,它能使衛(wèi)星?宇宙飛船各部件之間,甚至整個(gè)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等溫化?

3、用于冷卻電子元件

將電子元件發(fā)生的熱量及時(shí)地排出,能保證電子元件恒溫和工作點(diǎn)不發(fā)生偏移,對(duì)電子元件非常重要?根據(jù)電子元件的工作條件,熱管的冷卻方式有管式和板式兩種?管式熱管冷卻電子元件,是將發(fā)生的熱量由熱管傳出,即熱管加熱段和電子元件聯(lián)結(jié),冷卻段和冷卻介質(zhì)接觸,這種方法不需要在電子元件處設(shè)置散熱設(shè)備?板式熱管是將電子元件放在平板上,如果平板是熱管的加熱段,可保證電子元件溫度均勻和性能穩(wěn)定,下面的平板為冷卻段?另外,熱管還可用于冷卻電器開關(guān)?車刀和鉆頭等方面?