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热管性能测试机,热管工作原理

发布来源:昆山驰尔特机电有限公司  发布日期: 2021-02-01  访问量:174

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热管工作原理

热管主要组成部分:端盖、管壳、翅片(有些没有),吸液芯(毛细多孔材料)、外隔板。
隔板左侧是低温环境,右侧为高温环境。冷却液在高温环境中受热,气化;整个腔体内,左侧温度低,右侧温度高。受压差驱动,蒸汽在腔体内自右向左流动。进入低温区域后,接触到低温管壁,沿着管壁凝结成液态。液态冷却液被吸液材料吸附在材料内部,受到毛细管作用,向没有液体压力的高温区域流动。液体回到高温区,开始新一轮的气化循环过程。
热管外部的翅片,增大了热管与传热对象的接触面积,提高热管的传热效率。隔板,将高温环境与低温环境区隔开,使得热管可以一段处于高温环境中,另一端处于低温环境中,获得基本的工作条件。热管内循环相变、传递热量的介质冷却液,需要是一种沸点与应用环境要求相匹配的液体,高温热管需要加注沸点高的介质,在温度较低时维持住液态;低温热管需要沸点低的介质,在较低温度下就能气化的材料。
热管内部保持负压环境,一方面降低冷却液沸点,使得常压下气化温度偏高的材质也可以在热管内使用;另一方面,冷却液气化,会提高热管内部压力,人为制造初始负压条件,在液体气化后,抵消掉一部分负压,从而避免冷却液过快过大量的气化带来的热管管壳承受过大压力。
从热管的工作过程可以看到,气态的介质产生流动的动力来自高低温区域之间液体气化带来的压力差异。液态冷却介质,产生流动的动力,来自于吸液材料的毛细作用。
毛细作用
百度关于毛细作用的解释是“毛细作用是指浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象”毛细作用发生在固体和液体之间,并且不同品质的固体、液体,其相互作用的方式不同,应该说是相反的。对于细管来说,“浸润”的液体,细管会促进其向远离液体池的方向流动;对于“不浸润”的液体,细管阻止其向远离液体池的方向流动。
确定的液体在确定管径和材质的毛细管中,能够上升多少高度,有相应公式可以计算,它与液体表面张力成正比,与毛细管的直径和液体密度成反比。
一种液体与一种固体材料,是浸润还是不浸润,其原因有不同的理解。被应用较多的解释认为,液体与固体接触,会首先在固体表面形成一个附着层。附着层上的液体分子同时受到液体和固体两个方面的分子作用力。如果固体分子与液体分子之间的作用力大于液体与液体分子之间的作用力,则附着层内部液体分子的密度上升,液体分子之间的斥力增大,液体产生向外扩张的动力,沿着管壁向上延伸,产生浸润现象。
与此相反,如果液体分子之间的作用力大于固体与液体的作用力,则液体附着层的密度**液体内部的密度,附着层内部形成一种向内收缩的力,附着层自身有缩小的趋势,形成不浸润现象。
热管吸液芯的材质与冷却液之间,必然需要属于浸润关系才可以应用。

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