本帖最后由 sholive 于 2009-5-16 10:07 編輯 9 l }: Y, u4 y3 R+ e
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熱管原理: 熱管技術(shù)8 v4 L3 V) \. m& f1 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,。7 a( ?0 ]& R; s* }" d
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量風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、低風量風扇配合熱管技術(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,。
# @0 B6 c0 H$ U' b) t8 l; M 走近熱管看究竟
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& l; o$ M' f$ |" o2 N8 L 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。
7 W5 J4 V4 @6 w/ T 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/ x4 N' m: I; F4 K- K 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,。* y+ J- j& t n% ^: E, G
熱管技術(shù)的特點7 B$ C2 C" O- v9 A
高速度的熱傳導(dǎo)效果:$ |( |! d3 @8 x# D! V- v$ s
- 重量輕且構(gòu)造簡單,。; ?) K9 g+ ? C6 Y6 }
- 溫度分布平均,可作均溫或等溫動作,。
Z8 J* f- H0 J) N/ ?4 N% |- 熱傳輸量大,。熱傳送距離長。
8 `/ M+ J% I% y- ~- 沒有主動元件,,本身并不耗電,。
7 k7 f# P0 W5 d3 G6 u- 可以在無重力力場的環(huán)境下使用。$ q; G& d$ }& j
- 沒有熱傳方向的限制,,蒸發(fā)端以及凝結(jié)端可以互換,。
& ]2 D o& G j, Q/ l- 容易加工以改變熱傳輸方向。" A: `# i5 O/ }0 s/ W
- 耐用,、壽命長,、可靠,易存放保管,。
( {! @7 @, {' x$ _$ T8 ^1 Z1 B 熱管的制作工藝! ?6 O x/ n+ f4 D' w% j
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:
) E4 U+ J" s; A B4 x/ M/ F/ S- 工作流體選定:非燃性,、操作溫度、熱傳量,、容許熱阻,、經(jīng)濟性。
& l; M; U, b% ~! T7 R- 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,、化學反應(yīng)),。0 k" c7 C; F% g: W' P- b
- 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),。* l/ L; Q+ t( U" C! P
- 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,。, o+ n+ u: `; q! t2 N4 P! P2 g
- 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)。( K# S, g& U- }
- 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。
% `: K+ g% q( W: _8 u, m2 v 其他特性限制
" w Q' ^. e h在熱傳輸上,,熱管也有一些限制:
- y, n8 }! J7 V. o; e4 I/ T4 W- 黏性限制:低溫的蒸氣流動黏性力,。% V. f# o" y1 L# K+ ?: ?
- 音速限制:蒸氣流達音速的塞流現(xiàn)象。, O' ]& W2 M( ]+ d, m
- 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。
. C2 l4 m& n2 y- 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,。
& O5 u2 ~# p& ~! ^- p9 K- 沸騰限制:所有流體都達沸騰汽化時,會降低傳熱的能力,。+ T$ G+ ~; R- e
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