本帖最后由 sholive 于 2009-5-16 10:07 編輯 " s8 Q+ @6 U1 L" Q7 `
! Y1 }" X G7 d b/ ]熱管原理: 熱管技術* s7 b' Z' b. }$ S. @
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/ E) [9 Y) Z8 _! W 熱管這項技術早在1963年就在位于美國的LosAlamos國家實驗室中誕生了,其發明人是G.M.Grover。熱管屬于一種傳熱元件,它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質,透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力。以前熱管技術一直被廣泛應用在宇航、軍工等行業,被引入散熱器制造業還是近幾年的事情。1 Y5 i% Z4 p6 T C& w( j/ F8 d
正是因為有熱管技術的存在,使得人們改變了傳統散熱器的設計思路,擺脫了單純依靠大風量風扇獲得更好散熱效果的傳統散熱模式。取而代之的是采用低轉速、低風量風扇配合熱管技術的嶄新散熱模式。熱管技術更為PC的靜音時代帶來了契機。+ P6 I: P9 K6 L2 b
走近熱管看究竟
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1 e* f" O. R, a. ^ 熱管技術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,就必然出現熱從高溫處向低溫處傳遞的現象。熱傳遞有3種方式:輻射、對流、傳導,其中熱傳導最快。1 ^6 t7 a- N& |! O& O
熱管就是利用蒸發制冷,使得熱管兩端溫度差很大,使熱量快速傳導。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部抽成負壓狀態,然后充入適當的液體,這種液體沸點很低,容易揮發。管壁有吸液芯,由毛細多孔材料構成。
9 |' W/ K8 ^8 a% h1 W 熱管一端為蒸發端,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,蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端,并且釋放出熱量,重新凝結成液體。液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發段,如此循環不止。熱量由熱管一端傳至另外一端,這種循環是快速進行的,熱量可以被源源不斷地傳導開來。
* r8 R7 `. U) f- X. v 熱管技術的特點
& v0 F7 G' r0 r9 }高速度的熱傳導效果:# i8 {) g* s. O. e$ ^, @1 v
- 重量輕且構造簡單。
) M% _: q3 Q/ p1 i- 溫度分布平均,可作均溫或等溫動作。' Q5 O" b7 v2 r8 n/ Q8 L, Q* G8 H# j
- 熱傳輸量大。熱傳送距離長。
' w2 R5 o4 y# E" k6 V, R- 沒有主動元件,本身并不耗電。
# a$ T# t/ W1 [7 X- 可以在無重力力場的環境下使用。" [9 P9 p- r6 J1 n8 Q. c
- 沒有熱傳方向的限制,蒸發端以及凝結端可以互換。
4 K) b# Y3 H! g$ l# F. Q0 J$ f; ~ a- 容易加工以改變熱傳輸方向。& q0 ~! A2 k& v) _
- 耐用、壽命長、可靠,易存放保管。8 Q2 R- Y H! c. x, M# b( t. {) w
熱管的制作工藝0 l: B7 i3 s3 o0 e# J" Y$ ?
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:1 _& u6 S' b* B1 ~" m, ^
- 工作流體選定:非燃性、操作溫度、熱傳量、容許熱阻、經濟性。
6 |6 C7 g$ m% W& K' Q: B: H- 容器材料選定:熱傳導性、真空維持度、耐壓、流體相容性(腐蝕、化學反應)。( S8 ]) o, s3 J; u
- 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(防止容器出現針孔、裂隙以及氧化)。1 a1 O( R# h i$ d4 \& g: c1 P; \% V
- 真空烘烤:高溫、真空的環境下對熱管組件作毛細表面脫水、脫氧處理。
6 B9 ]! d, ^; B6 {- 工作流體真空處理:加熱驅出(液態)、氣態液化(氣態)、真空補汞法。注入封口:鎢電極純氣熔接(這對于導熱管來說,是唯一的防漏封口法)。3 S$ W$ a! g" [! B0 z* L
- 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。
- a p0 q: }" g' d, r7 G. L- f$ B 其他特性限制- f7 B8 L2 a/ i! A! }1 u
在熱傳輸上,熱管也有一些限制:
i+ Y! T! E: B! Q- {- 黏性限制:低溫的蒸氣流動黏性力。- e0 b) c' m( g4 k& V+ n( j
- 音速限制:蒸氣流達音速的塞流現象。
, \6 ~* S& m2 m: k9 ~5 p- 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。
9 l# u* m1 L+ M+ J- 毛細管限制:流體的流量大于毛細輸送能力。此現象易使毛細干燥,燒毀導管。# j W- I- ^1 S1 |4 C
- 沸騰限制:所有流體都達沸騰汽化時,會降低傳熱的能力。4 |: e) L: k1 T' J3 Y
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