1、cvglpppp二二.兩相閉式熱虹吸管兩相閉式熱虹吸管 兩相閉式熱虹吸管又稱為重力熱管。兩相閉式熱虹吸管又稱為重力熱管。 與普通熱管原與普通熱管原理一樣，但不同的是熱管內沒有吸液芯，冷凝液的回流理一樣，但不同的是熱管內沒有吸液芯，冷凝液的回流主要是靠本身的重力作用，因此，熱虹吸管的作用有一主要是靠本身的重力作用，因此，熱虹吸管的作用有一定的方向性：冷凝段位置必需高于蒸發段。其構造簡單、定的方向性：冷凝段位置必需高于蒸發段。其構造簡單、制造方便、本錢低廉、而且傳熱性能優良、任務可靠，制造方便、本錢低廉、而且傳熱性能優良、任務可靠，因此在地面上的各類傳熱設備中都可以作為高效傳熱元因此在地面上的各類

2、傳熱設備中都可以作為高效傳熱元件，其運用領域非常廣泛。件，其運用領域非常廣泛。兩相閉式熱虹吸管兩相閉式熱虹吸管三三.旋轉熱管旋轉熱管 旋轉熱管的概念是由旋轉熱管的概念是由Gray于于1969年年初次提出的。旋轉熱管的顯著特征是熱初次提出的。旋轉熱管的顯著特征是熱管本身是旋轉件，因此可以用于一切需管本身是旋轉件，因此可以用于一切需求冷卻散熱的旋轉零部件，如電機轉子，求冷卻散熱的旋轉零部件，如電機轉子，發動機電動機轉軸等的冷卻，具有實踐發動機電動機轉軸等的冷卻，具有實踐運用價值。運用價值。四四.分別式熱管分別式熱管 分別式熱管構造表示圖 分別式熱管的構造如左圖所示，其蒸發段分別式熱管的構造如左圖所

3、示，其蒸發段和冷凝段是分開的，經過蒸汽上升管和液體下和冷凝段是分開的，經過蒸汽上升管和液體下降管連通構成一個自然循環回路。降管連通構成一個自然循環回路。 分別式熱管的冷凝段必需高于蒸發段，液分別式熱管的冷凝段必需高于蒸發段，液體下降管與蒸汽上升管之間會構成一定的密度體下降管與蒸汽上升管之間會構成一定的密度差，這個密度差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸差，這個密度差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸發段的高度差親密相關，它用以平衡蒸汽流動發段的高度差親密相關，它用以平衡蒸汽流動和液體流動的壓力損失，維系著系統的正常運和液體流動的壓力損失，維系著系統的正常運轉而不再需求外加動力。轉而不再需求外加動力。 分別式熱

4、管最大的特點是冷凝段和蒸發段可以較遠間隔安裝，從而使得冷熱流體完全隔離，防止了相互滲漏的問題 ，平安性能較經典熱管大為提高。六六.微型熱管及小型熱管微型熱管及小型熱管微型熱管橫截面表示圖 定義：微型熱管被定義為液汽交界面的平均曲率在數量上和液體總流通截定義：微型熱管被定義為液汽交界面的平均曲率在數量上和液體總流通截面水力半徑的倒數相當的一種熱管。典型的微型熱管有凸面、銳角的截面面水力半徑的倒數相當的一種熱管。典型的微型熱管有凸面、銳角的截面(例如例如多邊形多邊形)，水力半徑范圍為，水力半徑范圍為10500m。其典型橫截面外形如上圖所示。對于小。其典型橫截面外形如上圖所示。對于小型熱管，其最小截

5、面直徑為型熱管，其最小截面直徑為1mm數量級。數量級。七、毛細泵回路七、毛細泵回路 熱管作為高效的傳熱元件已廣泛運用于各個領域，然而在地面上，假設熱管熱管作為高效的傳熱元件已廣泛運用于各個領域，然而在地面上，假設熱管的蒸發段位于冷凝段之上，其傳熱才干就將遭到限制，毛細泵回路可以處理這一的蒸發段位于冷凝段之上，其傳熱才干就將遭到限制，毛細泵回路可以處理這一問題，其根本工理與普通熱管的根本原理類似，但其可處于任何位置長間隔有效問題，其根本工理與普通熱管的根本原理類似，但其可處于任何位置長間隔有效換熱。換熱。 其概念首先是由美國其概念首先是由美國NASA Lewis研討中心的研討中心的Stenger

6、于于1966年提出的，可有年提出的，可有效地用于小溫差、長間隔、無附加動力的熱量回收，也可用于航天器的熱管理系效地用于小溫差、長間隔、無附加動力的熱量回收，也可用于航天器的熱管理系統，并能夠使大型航天器的熱管理系統出現宏大的變革。統，并能夠使大型航天器的熱管理系統出現宏大的變革。 毛細泵回路以其獨特的任務方式任務，具有以下任務特點： (1)具有較高的傳熱才干 (2)具有優良的控溫特性(3)熱分享特性(4)壓力灌注特性 (5)熱二極管特性 毛細泵回路的研討曾經成為目前研討的熱點之一，它在空間站、現代通訊衛星、大功率宇宙飛船、電子元器件的冷卻方面都有著寬廣的運用前景。吸液芯工質的容積吸液芯總容積

7、WntQR91 K/WnnRR 從圖中可以看出：當任務溫度低時，最易出現粘性極限及聲速極限。 而在高溫下那么應防止出現毛細極限及沸騰極限。故熱管的任務點必需選擇在包絡線的下方。 什么叫延續流動極限？什么叫延續流動極限？ 對于小熱管，如微型熱對于小熱管，如微型熱管，以及任務溫度很低的管，以及任務溫度很低的熱管，熱管內的蒸氣流動熱管，熱管內的蒸氣流動能夠處于自在分子形狀或能夠處于自在分子形狀或稀薄、真空形狀。這時，稀薄、真空形狀。這時，由于不能獲得延續的蒸氣由于不能獲得延續的蒸氣流，傳熱才干將遭到限制。流，傳熱才干將遭到限制。什么叫冷凍啟動極限？什么叫冷凍啟動極限？ 在從冷凍形狀啟動過在從冷凍形狀

8、啟動過程中，蒸發端來得蒸氣能程中，蒸發端來得蒸氣能夠在絕熱段或冷凝段再次夠在絕熱段或冷凝段再次冷凍，這將耗盡蒸發段來冷凍，這將耗盡蒸發段來的任務介質，導致蒸發段的任務介質，導致蒸發段干涸，熱管無法正常啟開干涸，熱管無法正常啟開任務。任務。 什么叫黏性極限？什么叫黏性極限？ 在蒸汽溫度低時，任在蒸汽溫度低時，任務流體的蒸汽在熱管內的務流體的蒸汽在熱管內的流動受粘性力支配，即熱流動受粘性力支配，即熱管中蒸汽流動的粘滯阻力管中蒸汽流動的粘滯阻力限制了熱管的最大傳熱才限制了熱管的最大傳熱才干。粘性極限只與工質物干。粘性極限只與工質物性、熱管長度和蒸汽通道性、熱管長度和蒸汽通道直徑有關，而與吸液芯的直徑

9、有關，而與吸液芯的幾何外形和構造方式無關。幾何外形和構造方式無關。 什么叫聲速極限？什么叫聲速極限？ 熱管中的蒸汽流動類似于熱管中的蒸汽流動類似于拉伐爾噴管中的氣體流動。拉伐爾噴管中的氣體流動。當蒸發段溫度一定，降低冷當蒸發段溫度一定，降低冷凝段溫度可使蒸汽流速加大，凝段溫度可使蒸汽流速加大，傳熱量因此加大。但當蒸發傳熱量因此加大。但當蒸發段出口汽速到達聲速時，進段出口汽速到達聲速時，進一步降低冷凝段溫度也不能一步降低冷凝段溫度也不能再使蒸發段出口處汽速超越再使蒸發段出口處汽速超越聲速，因此傳熱量也不再添聲速，因此傳熱量也不再添加，這時熱管的任務到達了加，這時熱管的任務到達了聲速的極限。聲速的

10、極限。什么叫冷凝極限? 冷凝極限指經過冷凝段汽-液交界面所能傳送的最大熱量。熱管最大傳熱才干能夠遭到冷凝段冷卻才干的限制，不凝性氣體的存在降低了冷凝段的冷卻效率。什么叫沸騰極限? 熱管任務中當其蒸發段徑向熱流密度很大時，將會使管芯內任務液體沸騰。當徑向熱流密度到達某一臨界值時，對于吸液芯的熱管，由于所發生的大量汽泡堵塞了毛孔，減弱或破壞了毛細抽吸作用，致使凝結液回流量不能滿足蒸發要求。 什么叫攜帶極限? 熱管中蒸汽與液體的流動方向相反，在交界面上二者相互作用，阻止對方流動。液體外表由于受逆向蒸汽流的作用產生動搖，當蒸汽速度高到能把液面上的液體剪切成細滴并把它帶到冷凝段時，液體被大量攜帶走，使該

11、當經過毛細芯前往蒸發段去的液體缺乏甚至中斷，從而呵斥蒸發段毛細芯干涸，使熱管停頓任務，這就到達了熱管的攜帶傳熱極限。 什么叫毛細極限? 在熱管運轉中，當熱管中的汽體液體的循環壓力降與所能提供的最大毛細壓頭到達平衡時，該熱管的傳熱量也就到達了最大值。假設這時加大蒸發量和冷凝量，那么會因毛細壓頭缺乏使抽回到蒸發段的液體不能滿足蒸發所需求的量，以致會發生蒸發段吸液芯的干涸和過熱。導致殼壁溫度猛烈升高，甚至“燒毀。熱管的相容性及壽命熱管的相容性及壽命(1)產生不凝性氣體 (2)任務液體物性惡化 (3)管殼資料的腐蝕、溶解熱管研討的關鍵技術熱管研討的關鍵技術 1溫度展平均溫技術溫度展平均溫技術2匯源分隔匯源分隔 3變換熱流密度變換熱流密度 4熱控制熱控制(可變導熱管可變導熱管) 5單導游熱單導游熱(熱二極管熱二極管) 6旋轉元件的傳熱旋轉元件的傳熱(旋轉熱管旋轉熱管)7微型熱管技術微型熱管技術 8高溫熱管技術高溫熱管技術 管徑設計管徑設計 管徑設計的一個根本原那么就是管內的蒸汽速度不超越一定的極限值，這個極限值就是在蒸汽通道中最大馬赫數不能超越0.2，這時蒸汽流動可以被以為是不可緊縮的流體流動，軸向溫度梯度很小，可以忽略不計。 管殼設計管殼設計熱管部任務時，普通處于負壓形狀低溫熱管除外，外界壓力普通為大氣壓力，故可以不思索管殼