本帖最后由 sholive 于 2009-5-16 10:07 编辑
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热管原理: 热管技术 E9 T' a) D2 x) o9 q' \- K) _
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热管这项技术早在1963年就在位于美国的LosAlamos国家实验室中诞生了,其发明人是G.M.Grover。热管属于一种传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。以前热管技术一直被广泛应用在宇航、军工等行业,被引入散热器制造业还是近几年的事情。
, y* \/ c8 o0 c* U% G+ s 正是因为有热管技术的存在,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠大风量风扇获得更好散热效果的传统散热模式。取而代之的是采用低转速、低风量风扇配合热管技术的崭新散热模式。热管技术更为PC的静音时代带来了契机。
+ j L5 G5 Y, q: w 走近热管看究竟! X( b! K1 W1 v. t
0 S9 S2 _5 n& p0 l' T 热管技术为什么会有如此的高性能呢?这个问题我们要从热力学的角度看。物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。热传递有3种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。
+ a2 f5 h- ?+ _ 热管就是利用蒸发制冷,使得热管两端温度差很大,使热量快速传导。常见的热管均是由管壳、吸液芯和端盖组成。制作方法是将热管内部抽成负压状态,然后充入适当的液体,这种液体沸点很低,容易挥发。管壁有吸液芯,由毛细多孔材料构成。
' B3 d; u8 u% U) w 热管一端为蒸发端,另外一端为冷凝端。当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体。液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止。热量由热管一端传至另外一端,这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。
) C7 y& U7 D+ {2 ^" y3 x 热管技术的特点( J. `) s' q0 d2 |1 [* ^" I
高速度的热传导效果:) a4 {& M; _6 J ]+ G' a: P
- 重量轻且构造简单。& u& D& T! `2 I! u F+ i+ n! X
- 温度分布平均,可作均温或等温动作。
% ]' J0 a* M( r% J- 热传输量大。热传送距离长。( K" [! D$ q8 O# H
- 没有主动元件,本身并不耗电。 \8 s/ X8 z. R; n% Y5 u$ k4 p
- 可以在无重力力场的环境下使用。
1 k: _& n5 ]+ j. w- 没有热传方向的限制,蒸发端以及凝结端可以互换。) ?7 O; y: N) c% q2 E
- 容易加工以改变热传输方向。
& `- s, x: G8 Z, O- 耐用、寿命长、可靠,易存放保管。
4 h' B; N; W2 L0 a" V 热管的制作工艺
. ~! T! r; k5 i; {/ b8 p" j看似简单的热管其实对工艺的要求是非常高的,下面让我们来一起看看它的工艺及测试:2 X! m) _# |- e: w3 w
- 工作流体选定:非燃性、操作温度、热传量、容许热阻、经济性。
- N# {) f. k, ]- 容器材料选定:热传导性、真空维持度、耐压、流体相容性(腐蚀、化学反应)。
. P9 ~) W4 R% V$ R/ j+ t- 容器及注入加工:长度、去毛边、洗净、封口、保存。泄漏测试就:氦气泄漏探测、高压气泡检查(防止容器出现针孔、裂隙以及氧化)。
7 ]7 I9 o1 s& M, p+ V5 i: @/ K) d. A0 u5 w- 真空烘烤:高温、真空的环境下对热管组件作毛细表面脱水、脱氧处理。5 g4 x; r3 d0 J1 {. ^8 f" h
- 工作流体真空处理:加热驱出(液态)、气态液化(气态)、真空补汞法。注入封口:钨电极纯气熔接(这对于导热管来说,是唯一的防漏封口法)。* u, \; s# }* l* C1 x
- 抽样测试:氧化/腐蚀耐用性测试、最大热传效能测试、最大弯曲/扁平后泄漏测试、最大弯曲/扁平后效能测试、寿命测试。- j- o! H6 M2 X& Z# k
其他特性限制
" ]" M# S/ B( B* p: Z在热传输上,热管也有一些限制:
& a! e3 E) `# Y/ |- 黏性限制:低温的蒸气流动黏性力。 z3 J0 ]0 i/ z* W+ d
- 音速限制:蒸气流达音速的塞流现象。
/ k* t* P! E, `0 M1 a! D- 飞散限制:蒸气流速过大,超过液体表面张力,使液滴飞散的剪断力。$ R! ]) e. R9 r0 H( p. @
- 毛细管限制:流体的流量大于毛细输送能力。此现象易使毛细干燥,烧毁导管。
( l3 `6 a+ e: ~6 i- 沸腾限制:所有流体都达沸腾汽化时,会降低传热的能力。
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