熱管具有超常的熱活性和熱敏感性,熱管遇熱而吸,熱管遇冷而放。熱管這種熱超導(dǎo)工質(zhì)在一定溫度下被激活,熱管并以分子震蕩相變形式來(lái)傳遞熱量,熱管超強(qiáng)導(dǎo)熱性能使其導(dǎo)熱系數(shù)是一般金屬的一萬(wàn)倍左右,熱管傳導(dǎo)溫度沒有衰減并能以極快的速度傳遞(音速傳遞)。
熱管的基本特性:
(1)很高的導(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。當(dāng)然,高導(dǎo)熱性也是相對(duì)而言的,溫差總是存在的,不可能違反熱力學(xué)第二定律,并且熱管的傳熱能力受到各種因素的限制,存在著一些傳熱極限;熱管的軸向?qū)嵝院軓?qiáng),徑向并無(wú)太大的改善(徑向熱管除外)。
(2)優(yōu)良的等溫性:熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài),飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度,飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小,根據(jù)熱力學(xué)中的方程式可知,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傳熱面積輸入熱量,而以較小的冷卻面積輸出熱量,這樣即可以改變熱流密度,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)恒溫特性(可控?zé)峁埽浩胀峁艿母鞑糠譄嶙杌旧喜浑S加熱量的變化而變,因此當(dāng)加熱量變化時(shí),熱管備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,這樣可使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。
(6)環(huán)境的適應(yīng)性:熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件而變化,熱管可做成電機(jī)的轉(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)距離或沖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)重力場(chǎng))。 |
 |
|