热管是20世纪60年代发展起来的具有特别高的导热性能的传热元件。管壳采用金属管,内壁帖附丝网状吸液蕊,以利用毛细力使工質液体在吸液蕊内不受热管位置的限制而移动。管壳两端封死,在封死前先将管内抽成真空,灌入适量的工質液體,工作时,加热段的工質液被热管外的热流体加热,吸取潜热蒸发,其蒸气经过保温段流向散热段。在散热段,工質液蒸气放出潜热,凝结为液体。工質液蒸气液化释放出来的潜热通过管壁传递给热管外面的冷流体。集聚在散热段吸液蕊汇总的凝结液借助吸液蕊毛细力的作用返回到加热段再吸热蒸发。工質液的这种循环就把热量从熱端传递到了冷端。(冷凝液的迴流可以通過不同的方法,如毛細管作用、重力等來實現)
熱管工作液體可以是氨、水、丙酮、汞等。采用不同的液體介質有不同的工作溫度範圍。
熱管傳導熱力的能力很強,為最優導熱性能金屬導熱能力的一千至一萬倍。
工業上被廣泛用於煙道氣廢熱的回收過程等。
一種典型的管式熱管的結構:
铜粉烧结热管制造工艺
烧结式热管,顾名思义,其毛细结构是通过高温下铜粉烧结制造而成的。我们最常见的水介质烧结式热管制造流程大致为:选取99.5%纯度的铜粉,铜粉单体粒径一定要控制在75~150微米。首先使用工具将外径5mm红铜管内部清除干净,去除毛刺,接着将铜管放到稀硫酸中使用超声波清洗。清洗干净之后我们将得到一根内外壁皆十分光滑、无氧化物的铜管。此时将一根细钢棍插到铜管里(需要工具精确地将钢棍儿固定在铜管的中央,以方便铜粉均匀填充),将铜管底部用铜片暂时封闭。接着就可以把纯铜粉倒入铜管了。装填完毕之后就可以拿到烧结炉进行烧结。在烧结过程中,温度的把控也很重要。一般烧结炉峰值温度控制在800~850度(根据热管产品要求的渗透率规定)。烧结完成之后使用一个辅助工具把铜管加紧,使用工具把钢棍抽出即可。
严格按照上述流程制造的烧结式热管,每个部分的毛细结构渗透率都应该大致相同,铜粉烧结块分布厚度大致均匀。当我们拆开热管仔细观察,就可以发现该热管的烧结工艺是否过关了。