本帖最后由 sholive 于 2009-5-16 10:07 編輯
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熱管原理: 熱管技術(shù)- P" s( m8 e9 h0 A2 U A
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熱管這項技術(shù)早在1963年就在位于美國的LosAlamos國家實驗室中誕生了,其發(fā)明人是G.M.Grover。熱管屬于一種傳熱元件,它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì),透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,其導(dǎo)熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。以前熱管技術(shù)一直被廣泛應(yīng)用在宇航、軍工等行業(yè),被引入散熱器制造業(yè)還是近幾年的事情。
3 \9 ^! w# l7 F" G 正是因為有熱管技術(shù)的存在,使得人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計思路,擺脫了單純依靠大風(fēng)量風(fēng)扇獲得更好散熱效果的傳統(tǒng)散熱模式。取而代之的是采用低轉(zhuǎn)速、低風(fēng)量風(fēng)扇配合熱管技術(shù)的嶄新散熱模式。熱管技術(shù)更為PC的靜音時代帶來了契機。: `, ^; q8 ]5 d6 I9 X
走近熱管看究竟
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熱管技術(shù)為什么會有如此的高性能呢?這個問題我們要從熱力學(xué)的角度看。物體的吸熱、放熱是相對的,凡是有溫度差存在的時候,就必然出現(xiàn)熱從高溫處向低溫處傳遞的現(xiàn)象。熱傳遞有3種方式:輻射、對流、傳導(dǎo),其中熱傳導(dǎo)最快。
" |( A1 P8 S( a0 H: I 熱管就是利用蒸發(fā)制冷,使得熱管兩端溫度差很大,使熱量快速傳導(dǎo)。常見的熱管均是由管殼、吸液芯和端蓋組成。制作方法是將熱管內(nèi)部抽成負壓狀態(tài),然后充入適當?shù)囊后w,這種液體沸點很低,容易揮發(fā)。管壁有吸液芯,由毛細多孔材料構(gòu)成。: p$ G; A. |" v3 [
熱管一端為蒸發(fā)端,另外一端為冷凝端。當熱管一段受熱時,毛細管中的液體迅速蒸發(fā),蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端,并且釋放出熱量,重新凝結(jié)成液體。液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發(fā)段,如此循環(huán)不止。熱量由熱管一端傳至另外一端,這種循環(huán)是快速進行的,熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來。
2 j( `" z/ S* E0 H) O! }6 N 熱管技術(shù)的特點
/ {! y f0 n2 V$ |! @高速度的熱傳導(dǎo)效果:8 A4 W7 f3 ~/ n! ?" I
- 重量輕且構(gòu)造簡單。
E# \+ m3 ?9 A' ~, d4 _4 \- 溫度分布平均,可作均溫或等溫動作。% K9 F2 B+ w$ x7 E) [
- 熱傳輸量大。熱傳送距離長。
, t8 Y9 J6 e) v A6 Q) c; ]- 沒有主動元件,本身并不耗電。
) Y' V' Z. g# G: M9 [: J- 可以在無重力力場的環(huán)境下使用。
9 c$ `$ b' p$ X: j& _1 w4 S- 沒有熱傳方向的限制,蒸發(fā)端以及凝結(jié)端可以互換。: R7 w8 Q5 A* V+ X
- 容易加工以改變熱傳輸方向。
# _/ O0 ]" u* I8 _. l' C- 耐用、壽命長、可靠,易存放保管。( x k/ |7 T9 K4 |( Z
熱管的制作工藝6 L4 i" Q" @: ~4 P
看似簡單的熱管其實對工藝的要求是非常高的,下面讓我們來一起看看它的工藝及測試:
0 }9 r: Z3 O' u8 j; A- 工作流體選定:非燃性、操作溫度、熱傳量、容許熱阻、經(jīng)濟性。: U9 \6 I: |. i# H9 X6 U
- 容器材料選定:熱傳導(dǎo)性、真空維持度、耐壓、流體相容性(腐蝕、化學(xué)反應(yīng))。' Z0 u1 U8 C: e- Q
- 容器及注入加工:長度、去毛邊、洗凈、封口、保存。泄漏測試就:氦氣泄漏探測、高壓氣泡檢查(防止容器出現(xiàn)針孔、裂隙以及氧化)。
. X3 |' x7 g& ^( x8 H- 真空烘烤:高溫、真空的環(huán)境下對熱管組件作毛細表面脫水、脫氧處理。
# y$ g& W6 w7 `# ~& h& k5 a' l- 工作流體真空處理:加熱驅(qū)出(液態(tài))、氣態(tài)液化(氣態(tài))、真空補汞法。注入封口:鎢電極純氣熔接(這對于導(dǎo)熱管來說,是唯一的防漏封口法)。9 T r- C* n7 K& C0 r
- 抽樣測試:氧化/腐蝕耐用性測試、最大熱傳效能測試、最大彎曲/扁平后泄漏測試、最大彎曲/扁平后效能測試、壽命測試。0 k, l0 p* W |6 i1 V8 Z( N2 c
其他特性限制
. q% }+ ?4 s* p# j/ S在熱傳輸上,熱管也有一些限制:0 I$ _- e K: u. \% l: `
- 黏性限制:低溫的蒸氣流動黏性力。
# B$ b, E" I0 {7 Z- 音速限制:蒸氣流達音速的塞流現(xiàn)象。, I8 i' b/ d, M7 P3 B( _' |( B
- 飛散限制:蒸氣流速過大,超過液體表面張力,使液滴飛散的剪斷力。% v3 l4 }& _; q
- 毛細管限制:流體的流量大于毛細輸送能力。此現(xiàn)象易使毛細干燥,燒毀導(dǎo)管。% a \9 t! X7 U
- 沸騰限制:所有流體都達沸騰汽化時,會降低傳熱的能力。' Y6 M# i. y& v* w
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