工作原理

熱管由金屬外殼和傳熱工作液組成，管內(nèi)抽真空(有些熱管

吸液芯熱管的結(jié)構(gòu)及工作原理圖

的金屬管內(nèi)設(shè)有幫助工作液流動的芯子)。其工作原理是，當(dāng)熱管蒸發(fā)段被加熱時，工作液吸收管外熱量汽化，并從蒸汽腔流向冷凝段，蒸汽到冷凝段后遇冷，放出潛熱液化，再流回蒸發(fā)段，從而使冷凝段外部的冷源溫度提高。即在工作液的一個循環(huán)中使熱量由熱源傳到冷源。 小熱管換熱器與吸液芯熱管結(jié)構(gòu)原理相似，它由管殼、端蓋、吸液芯、管外肋片、管端排氣管及管內(nèi)工質(zhì)6個部分組成。熱管的一端為蒸發(fā)段，另一端為冷凝段。當(dāng)熱管的蒸發(fā)段受熱時，經(jīng)管壁傳到吸液芯中，液態(tài)工質(zhì)便汽化、蒸發(fā)，借助壓差使蒸氣經(jīng)熱管的中心通道而迅速傳到冷凝段，在此蒸氣凝縮成液體，釋放出潛熱。在吸液芯的吸力作用下，液態(tài)工質(zhì)又回到蒸發(fā)段。通過這種“蒸發(fā)—傳輸—冷凝”的反復(fù)循環(huán)而傳遞熱量。熱管還包括位于蒸發(fā)段和冷凝段之間的流體傳輸段(或稱絕熱段)，作為流體通道。熱管實際上是蒸發(fā)-冷凝與毛細吸力作用相結(jié)合的一種新型傳熱元件。圖為吸液芯熱管的結(jié)構(gòu)及工作原理。

影響因素分析

冷風(fēng)流量

熱風(fēng)風(fēng)溫降低通過冷風(fēng)冷卻實現(xiàn),增大冷風(fēng)流量,加大冷風(fēng)流速,既可提高冷卻段對流傳熱系數(shù),又可增大單位時間的散熱量,因此冷風(fēng)流量是影響小熱管換熱器散熱效能的重要因素。

傾角

由于小熱管是靠管內(nèi)工質(zhì)在熱管蒸發(fā)段與冷凝段之間交替相變而傳熱,在蒸發(fā)段時吸熱為氣相,流至冷凝段時被冷卻為液相,之后又借助重力或吸液芯的毛細抽力回到蒸發(fā)段,來回往復(fù)以實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作,所以小熱管的傳熱功率不是無窮大,而是存在某一極限,被稱為毛細極限功率,計算公式見下式：

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

式中Q和leff -- 毛細極限功率以及熱管有效長度;
　　ρ1、Fl、Fv和g -- 熱管管內(nèi)液體工質(zhì)的密度、摩擦因數(shù)、蒸汽工質(zhì)的摩擦因數(shù)和重力加速度;
　　ΔPcap,max -- 大毛細力。
　　公式表明,在不同傾角下,小熱管的毛細極限功率不同,因而傾角也是影響小熱管換熱器散熱效能的重要因素。