详解热管工作原理及其分类特性

2019-01-10 11:54

可靠性杂坛

关注

3 热管的典型性能热管可以在任意方向上工作，但是，当蒸发段高于冷凝段时，它的性能将会降低，这是因为冷凝端（段）的工作液要流回蒸发段时，需要克服重力的影响。图7所示为粗、中、细三种吸液心的水管（管长122cm）热性能随管位角φ的变化情况。

图7

具有粗吸液心的热管，当它处于水平位置工作（φ＝0°）时，它的传热能力最大。当冷凝端稍微向下倾斜某个角度时，它的传热能力就会迅速下降。细吸液心在水平位置时，传送的热量不是最大，但是，当冷凝端向下倾斜一个角度时，它的传热能力不会很快下降。

五、热管的应用

由于热管是一种高效的传热器件，其应用范围很广，根据热管的特性，它的主要应用范围包括：① 把热源与冷源分开；② 拉平温度；③ 控制温度；④ 变换热通量；⑤ 作热开关及热二极管用等。不同的应用场合，可采用不同形式的热管。在电子设备中，主要是利用热管传递热量、拉平安装底板的温度、对设备或元器件进行温度控制以及冷却飞行器上的电子元器件等。

1．管状热管管状热管有圆形、椭圆形或其他形状的横截面，主要用来把热量传至远处或形成一个紧凑式的散热器。

图8所示为用于行波管收集极的热管散热器。也可以把需要冷却的电子元器件直接安装在热管上，或者被冷却元器件安装在平板上，然后把热管嵌在平板内。热管与热源接触时，应尽量设法减小其接触热阻，否则就不能充分发挥热管的传热性能。

图8

2．平板热管平板热管（如图9所示）的管心能把工作液沿较大的表面分布开，形成一个温度梯度很小，几乎等温的表面。它可用来拉平多排元器件的温度，并冷却多排元器件。特别适用于集成电路组件、MCM组件、晶体管组件以及高功率密度组件的散热。

图9图10所示为用来冷却大功率行波管的重力助推式热管散热器。行波管收集极的底板与重力热管散热器的蒸发段平面紧密接触，行波管的热量传导到底板，通过接触面传至蒸发段表面，使蒸发段内的工作液加热升温至真空状态下的沸点温度。图11所示是该热管的传热路径图。

图10

图11如图12所示为空心印制板组装件。其通道内有翅片式散热片，在环境温度为55℃的情况下，它最大的散热能力只有50～55W。如果增加耗散功率，用这种方法就难以达到需求，若改用液体冷却能满足要求，但要增加系统的体积和质量。

图12

如果用扁平热管加到印制板的背面，将显著提高从印制板中心到边缘的传热能力，如图12（a）所示。也可以将热管弯成90°的结构件，可以直接把印制板的热量传到机箱侧壁，如图12（b）所示，这样可以减小印制板与机箱之间的接触面的温升。为了提高型材散热器的冷却效果，可以沿散热片的长度方向放置扁平热管，沿散热片的温度梯度很小，得到等温散热片。

<上一页 1 2 3