大功率热管散热器与超导热管工作原理简介: 工业铝型材散热器有很多分类，如大功率热管散热器、超导热管散热器等。它们的工作介质由多种无机活性金属及其化合物混合而成，具有超常的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。这种热超导工质在一定温度下被开启，并以分子震荡形式来传递热量，它较强导热性能使其导热系数是一般金属的一万倍左右，是水热管的十倍左右，在传导方向上几乎没有温度的衰减并能以极快的速度传递。热管散热器超导热管与普通热管相比具有如下特点： 1.可消除导热死区。水及其它液体工质在高温相变过程中和母管金属有不同形式的化学反应，如水热管内就易产生氢气等不凝气体，从而在热管上部形成导热死区，影响传热效果，而超导介质热管不存在此问题。 2.安装方便，不受安装位置限制。一般热管必须依靠重力实现液体的循环(称重力式热管)。超导热管可任意安装，只要有温差就可传热。 3.安全可靠。不存在管内超压问题，不怕干烧。液体工质汽化后，随着温度升高饱和蒸汽压也升高，而超导介质热管的内压儿乎不随温度度的变化而变化。相容性在热管的应用中具有重要的意义。上海5G设备热管散热器介质
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块功耗持续增加，对风冷散热提出了更高要求。以某大型冷水机组变频器为研究对象，结合仿真模拟和试验测试，提出IGBT散热器优化方案：一是将散热器翅片间距从3.0 mm减小到2.5 mm，增大换热面积；二是给每个IGBT模块增加2根热管，突破肋效率带来的瓶颈问题。优化后进行验证，IGBT的工作结温从149.9℃降到127.2℃，达到了IGBT工作结温控制在130℃以内的设计要求；同时对热管相容性和寿命进行评估，表明热管工作介质不会对管壳材料造成腐蚀或者溶解，热管寿命可达到21万3 414 小时，能够保证变频器和IGBT模块的长期可靠运行。山东功率模块热管散热器厂商目前中热管散热器中多采用6mm的热管，也有个别用的是8mm产品。
热管技术的原理其实很简单，就是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。将铜管内部抽真空后充入工作流体，流体以蒸发--冷凝的相变过程在内部反复循环，不断将热端的热量传至冷却端，从而形成将热量从管子的一端传至另一端的传热过程。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下而流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
通常情况下，翅片管换热器的间距与片高主要是影响着翅化比，翅化比和管内外介质的膜传热系数有很大的关系。如果管内外膜传热系数差异较大，应选择翅化比比较大的翅片管，如蒸汽加热空气。当一侧介质存在相变的情况下，传热系数的差异会较大，如冷热空气的交换，当热空气降低到低点以下，可以采用翅片管换热器。在无相变的空气与空气的换热情况下，或者水与水的热交换，通常以裸管比较适合。当然也可以采用低翅片管，因为此时属于弱给热系数，强化其中的任意一侧都是具有一定的效果的。不过，过大的翅化比作用并不明显，较好的管内外接触面积同时强化，可以采用螺纹管或槽纹管。柔性热管是一种具有弯曲变形特征的热管。
谈一谈热管的应用范围：从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中对流传导较快。热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程（即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热），使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力向下淌向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等（此时蒸汽热扩散停止）。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管散热器无功耗、无噪音、符合工业“绿色”的要求。山东功率模块热管散热器厂商
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热管的结构、工作原理及特性：热管是一个密闭的真空容器，壳体内表面覆盖一层多孔毛细物。叫吸液芯，吸液芯被液相的工作介质浸泡着,壳体的材料依据工作温度和环境而定,一般朵用铜﹑钢或不锈钢管，吸芯可朵用各种丝网或烧结的金属粉未结构。工作液体可选用液态氮﹑氦﹑水和钠﹑钾等。选用的依据是工作温度﹑管壳材料和液体的物理化学性能·热管的工作循环过程如下:在加热段,液态介质由于吸收了热量而蒸发(因为管内必于真空状态,所以内部液体的沸点比一般大气压下的沸点低得多,蒸发快);蒸汽携带汽化潜热迅速流向放热段(也称洽凝段);蒸汽放出热量后又进入下一个循环。上海5G设备热管散热器介质
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