熱管簡介從熱力學的角度看，為什么熱管會擁有如此良好的導熱能力呢?物體的吸熱、放熱是相對的，凡是有溫度差存在的時候，就必然出現熱從大溫處向小溫處傳遞的現象。從熱傳遞的三種方式:輻射、對流、傳導，其中熱輻射最快。熱管就是利用蒸發制冷，使得熱管兩端溫度差很大，使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內部是被抽成負壓狀態，充入適當的液體，這種液體沸點低，容易揮發。熱管一段為蒸發端，另外一段為冷凝端，當熱管一端受熱時，毛細管中的液體迅速蒸發，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，并且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體由重力的作用流回蒸發段，如此循環不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環是快速進行的，熱量可以被源源不斷的傳導開來。

熱管，是一種導熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內的液體的蒸發與凝結來傳遞熱量。具有很好的導熱性、優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向酌可逆性、可遠距離傳熱、恒溫特性(可控熱管)、熱二極管與熱開關性能等一系列優點，并且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率大、結構緊湊、流體阻損小等優點。由于其特殊的傳熱特性，因而可控制管壁溫度，避免露點腐蝕。但價格相對較大。基本工作典型的熱管由管殼和端蓋組成，將管內抽成1·3×(10負1-10負4)Pa的負壓后充以適量的工作液體。管的一端為蒸發段(加熱段)，另一端為冷凝段(冷卻段)，熱量由熱管的一端傳至另-端。基本特性熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的傳熱元件，具有以下基本特性。

(1)導熱性好

熱管內部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很好的導熱能力。與銀、銅、鋁等金屬相比，單位重量的熱管可多傳遞幾個數量級的熱量。當然，導熱性也是相對而言的，溫差總是存在的，不可能違反熱力學第二定律，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;熱管的軸向導熱性很強，徑向并無太大的改善(徑向熱管除外)。

2)優良的等溫性

熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態，飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發段流向冷凝段所產生的壓降很小，根據熱力學中的方程式可知，溫降亦很小，因而熱管具有優良的等溫性。

(3)熱流密度可變性

熱管可以獨立改變蒸發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)熱二極管與熱開關性能

熱管可做成熱二極管或熱開關，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個方向流動，而不允許向相反的方向流動;熱開關則是當熱源溫度高于某一溫度時，熱管開始工作，當熱源溫度低于這一溫度時，熱管就不傳熱。

(5)熱管也可做成分離式的，以適應長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)，也可用于空間(無重力場)。

熱管管內汽-液交界面形狀，蒸氣質量流量，壓力以及管壁溫度Tw和管內蒸氣溫度Tv沿管長的變化趨勢.沿整個熱管長度，。△Pc，毛細壓頭-是熱管內部工作液體循環的推動力，用來克服蒸汽從蒸發段流向冷凝段的壓力降△Pv，冷凝液體從冷凝段流回蒸發段的壓力降△Pl和重力場對液體流動的壓力降△Pg(△Pg可以是正值，是負值或為零，視熱管在重力場中的位置而定)。因此，△Pc≥△Pl+△Pv+△Pg是熱管正常工作的必要備件。

熱管分類由于熱管的用途、種類和型式較多，再加上熱管在結構、材質和工作液體等方面各有不同之處，故而對熱管的分類也很多，常用的分類方法有以下幾種。

溫度區分按照熱管管內工作溫度區分，熱管可分為低溫熱管(-273 - 0℃)、常溫熱管(0-250℃)、中溫熱管(250-450℃)、熱管(450-1000℃)等。

回流動力區分按照工作液體回流動力區分，熱管可分為有芯熱管、兩相閉式熱虹吸管(又稱重力熱管)、重力輔助熱管、旋轉熱管、電流體動力熱管、磁流體動力熱管、滲透熱管等等。

組合方式劃分按管殼與工作液體的組合方式劃分，(這是一種習慣的劃分方法)可分為銅-水熱管、碳鋼-水熱管、銅鋼復合-水熱管、鋁-丙酮熱管、碳鋼·榮熱管、不銹鋼·鈉熱管等等。

結構形式區分按結構形式區分，可分為普通熱管、分離式熱管、毛細泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等。

功用劃分按熱管的功用劃分，可分為傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關、熱控制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等等。

性能壽命熱管的相容性是指熱管在預期的設計壽命內，管內工作液體同殼體不發生顯著的化學反應或物理變化，或有變化但不足以影響熱管的工作性能。相容性在熱管的應用中具有重要的意義。只有長期相容性良好的熱管，才能保證穩定的傳熱性能，長期的工作壽命及工業應用的可能性。碳鋼-水熱管正是通過化學處理的方法，有效地解決了碳鋼與水的化學反應問題，才使得碳鋼-水熱管這種高性能、長壽命、低成本的熱管得以在工業中大規模推廣使用。

影響熱管壽命的因素很多，歸結起來，造成效管不相容的主要形式有以下三方面，即:產生不凝性氣體:工作液體熱物性惡化:管殼材料的腐蝕、溶解。

(1)產生不凝性氣體由于工作液體與管殼材料發生化學反應或電化學反應，產生不凝性氣體，在熱管工作時，該氣體被蒸汽流吹掃到沖凝段聚集起來形成氣塞，從而使有效冷凝面積減小，熱阻增大，傳熱性能惡化，傳熱能力降低甚至失效。

(2)工作液體物性惡化有機工作介質在一定溫度下，會逐漸發生分解，這主要是由于有機工作液體的性質不穩定，或與殼體材料發生化學反應，使工作介質改變其物理性能，如甲苯、烷、烴類等有機工作液體易發生該類不相容現象。

(3)管殼材料的腐蝕、溶解、工作液體在管殼內連續流動，同時存在著溫差、雜質等因素，使管殼材料發生溶解和腐蝕，流動阻力增大，使熱管傳熱性能降低。當管殼被腐蝕后，引起強度下降，甚至引起管殼的腐蝕穿孔，使熱管完全失效。這類現象常發生在堿金屬高溫熱管中。折疊編輯本段熱管制造熱管的主要零部件為管殼、端蓋(封頭)、吸液芯、腰板(連接密封件)四部分。不同類型的熱管對這些零部件有不同的要求。

管殼熱管的管殼大多為金屬無縫鋼管，根據不同需要可以采用不同材料，如銅、鋁、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。管子可以是標準圓形，也可以是異型的，如橢圓形、正方形、矩形、扁平形、波紋管等。管徑可以從2mm到200mm，甚至更大。長度可以從幾毫米到100米以上。低溫熱管換熱器的管材在國外大多采用銅、鋁作為原料。采用有色金屬作管材主要是為了滿足與工作液體相容性的要求。

端蓋熱管的端蓋具有多種結構形式，它與熱管舶連接方式也因結構形式而異。端蓋外圓尺寸可稍小于管殼。配合后，管殼的突出部分可作為氬弧焊的熔焊部分，不必再填焊條，焊口光滑乎整質量容易保證。旋壓封頭是國內外常采用的一種形式，旋壓封頭是在旋壓機上直接旋壓而成，這種端蓋形式外型美觀，強度好、省材省工，是一種良好的端蓋形式。

制造工藝

重力熱管節能(如定型機余熱回收)領域的熱管換熱器，常用熱管多為重力熱管。重力熱管主要由管殼、端蓋、工質三部分組成，其通常制作工藝如下:

1、機械加工(管殼、端蓋，或者直接采購)

2、前處理(管殼、端蓋除油除銹

)3、烘干

4、端蓋焊接(氬弧焊，焊口打磨)

5、充裝工質

6、排空氣(烘烤)

7、封頭焊接(氬弧焊)

8、檢驗關鍵工序為:

6、排空氣 

7、封頭焊接