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简述热管散热器散热的基本原理


    热管:是一种传热性极好的人工构件,常用的热管由三部分组成:主体为一根封闭的金属管,内部有少量工作介质和毛细结构,管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理:
    ⑴在真空状态下,液体的沸点降低;
    ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多;
    ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。
    与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发,蒸汽携带汽化潜热经空腔流向另一段(冷凝段),汽体经管壁与外界冷媒体换热放出潜热而完成了传热任务,冷凝成液体,经毛细结构的抽吸力量或重力回流到蒸发段进入下一个工作循环。
    热管利用“相变”传热的原理与金属铜、铝等实体材料的天然传热方式完全不同。热管的有效导热性是铜、铝等有色金属的成百上千倍,所以热管是传热领域的重大发明和科技成果,给人类社会带来巨大的实用价值。
    热管散热器:利用热管技术能对许多老式散热器或换热产品和系统作重大的改进而产生出的新产品。热管散热器就是这一方面的一个很好的典型。散热器的热阻是由材料的导热性和体积内的有效面积决定的。实体铝或铜散热器在体积达到0.006m3时,再加大其体积和面积也不能明显减小热阻了。对于双面散热的分立半导体器件,风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04℃/W。而热管散热器可达到0.01℃/W。在自然对流冷却条件下,热管散热器比实体散热器的性能可提高十倍以上。
    散热系统:热管问世以来,使电力电子装置的散热系统有了新的发展。无论何种散热方式,其最终散热媒体是空气,其他都是中间环接。空气自然对流冷却是最直接和简便的方式,热管使自冷的应用范围迅速扩大。因为热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠,热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统,节约水资源和相关的辅助设备投资。此外,热管散热还能将发热件集中,甚至密封,而将散热部分移到外部或远处,能防尘、防潮、防爆,提高电器设备的安全可靠性和应用范围。

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