熱管技術是1963年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國家實驗室的喬治格羅佛(George Grover)發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。熱管的傳熱速度和傳熱量是同體積金屬的幾百倍。

熱管在上世紀60年代末達到理論研究高峰于70年代開始在工業(yè)領域大量應用。當時的熱管受到制作工藝和成本上的限制，沒有廣泛應用在工業(yè)領域以外，直到計算機高速發(fā)展，散熱問題受到關注而且熱管的價格也很低廉，人們才開始使用這一技術。熱管

熱管技術原理

在加熱熱管的蒸發(fā)段，管芯內(nèi)的工作液體受熱蒸發(fā)，并帶走熱量，該熱量為工作液體的蒸發(fā)潛熱，蒸汽從中心通道流向熱管的冷凝段，凝結(jié)成液體，同時放出潛熱，在毛細力的作用下，液體回流到蒸發(fā)段。這樣，就完成了一個閉合循環(huán)，從而將大量的熱量從加熱段傳到散熱段。

當加熱段在下，冷卻段在上，熱管呈豎直放置時，工作液體的回流靠重力足可滿足，無須毛細結(jié)構的管芯，這種不具有多孔體管芯的熱管被稱為熱虹吸管。熱虹吸管結(jié)構簡單，工程上廣泛應用。

熱管技術特點

1、良好的導熱性  

熱管內(nèi)部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導熱能力。與銀、銅、鋁等金屬相比，單位重量的熱管可多傳遞幾個數(shù)量級的熱量。

2、優(yōu)良的等溫性  

熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽的壓力取決于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小，由熱力學Clausuis－Clapeyron方程式可知，溫降亦很小，因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。

3、熱流密度可變性  

熱管可以獨立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積，即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量，或者熱管可以較大的面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣可以改變熱流密度，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。

4、熱流方向的可逆性  

一根水平放置的有芯熱管，由于其內(nèi)部循環(huán)動力是毛細力，因此任意一端受熱就可以作為蒸發(fā)段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。此特點可用于宇宙飛船和人造衛(wèi)星在空間的溫度展平，也可用于先放熱后吸熱的化學反應器及其他裝置。

5、熱二極管與熱開關性能  

熱管可作成熱二極管或熱開關，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個方向流動，而不允許向相反的方向流動；熱開關則是當熱源溫度高于某一溫度時，熱管開始工作，而低于這一溫度時，熱管就不傳熱。

6、恒溫特性（可控熱管）  

普通熱管的各部分熱阻基本上不隨加熱量的變化而變，因此當加熱量變化時，熱管各部分的溫度亦隨之變化。但人們發(fā)展了另一種熱管可變導熱管，使得冷凝段的熱阻隨加熱量的增加而降低、隨加熱量的減少而增加，這樣可是熱管在加熱量大幅度變化的情況下，蒸汽溫度變化極小，實現(xiàn)溫度的控制，這就是熱管的恒溫特性。

7、適應性  

熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件而變化，熱管可作成電機轉(zhuǎn)軸、燃氣輪機的葉片、鉆頭、手術刀等等，熱管也可做成分離式的以適應長距離或冷熱流體不能混合的情況下的換熱；熱管既可以用于地面（重力場），也可用于空間（無重力）。

熱管技術應用領域

1、用于傳送和儲存能量

用熱管傳送熱量是利用汽化潛熱或化學反應將熱量從高溫流體傳向低溫流體,這時熱管相當于傳送管道,但功能和功率都比一般傳送管道多,而且不需要傳送泵等設備?熱管用于儲存能量,并不是利用熱管本身,因熱管本身的儲熱能力很小,而是用熱管結(jié)構簡單的特點和容易設置蓄熱材料,如可在熱管外面設置蓄熱材料,其工作原理為當高溫熱源充足時,蓄熱材料儲存一部分熱量,而當高溫熱源不充足或間斷時,蓄熱材料將儲存的熱量通過熱管傳送給低溫物體?

2、用于控制設備的溫度

利用熱管的控制性能進行控溫的方式,具有結(jié)構簡單?體積小?性能良好和工作可靠等優(yōu)點?它的工作原理是利用變導熱管的可調(diào)節(jié)性能,由于變導熱管中的惰性氣體隨溫度的膨脹而改變凝結(jié)段換熱面積,因而可控制熱管內(nèi)溫度,從而也就控制了加熱段的溫度?這項技術被廣泛應用于衛(wèi)星?宇宙飛船等設備上,它能使衛(wèi)星?宇宙飛船各部件之間,甚至整個衛(wèi)星結(jié)構等溫化?

3、用于冷卻電子元件

將電子元件發(fā)生的熱量及時地排出,能保證電子元件恒溫和工作點不發(fā)生偏移,對電子元件非常重要?根據(jù)電子元件的工作條件,熱管的冷卻方式有管式和板式兩種?管式熱管冷卻電子元件,是將發(fā)生的熱量由熱管傳出,即熱管加熱段和電子元件聯(lián)結(jié),冷卻段和冷卻介質(zhì)接觸,這種方法不需要在電子元件處設置散熱設備?板式熱管是將電子元件放在平板上,如果平板是熱管的加熱段,可保證電子元件溫度均勻和性能穩(wěn)定,下面的平板為冷卻段?另外,熱管還可用于冷卻電器開關?車刀和鉆頭等方面?