【正文】 應(yīng)用 2 電機(jī)電器的散熱冷卻 2 節(jié)能技術(shù) 2 2 2 熱管的擴(kuò)展 2 熱管的小型微型化 2 熱管的大型超大型化 2 熱管發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)思[ 2 2 我國熱管現(xiàn)存的問題 2 結(jié)語 2參考文獻(xiàn) 2xxxxrpm分離式熱管冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要真空室中高速旋轉(zhuǎn)的主軸軸承會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若不將熱量及時(shí)導(dǎo)走，將直接影響到系統(tǒng)的正常工作。熱管冷卻系統(tǒng)能迅速、高效地帶走高速轉(zhuǎn)軸與機(jī)械軸承間因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量，使軸承迅速達(dá)到合適的工況溫度，避免軸和軸承溫度過高，大大提高了軸、軸承的使用壽命和系統(tǒng)的安全性。熱管殼體是一個(gè)能承受壓力的、完全密封的容器，它的幾何形狀沒有特殊的要求，一般情況下為圓管形。工作介質(zhì)在熱管工作時(shí)起載熱、輸熱的作用，依靠其相變過程來完成熱管的工作循環(huán)。工作溫度超過500℃的高溫?zé)峁懿捎勉y、鋰、鈉、汞、鉀、銫等金屬作工質(zhì)；工作溫度為100～500℃的中溫?zé)峁懿捎盟?、?dǎo)熱姆、萘作工質(zhì)；工作溫度低于100℃的低溫?zé)峁懿捎冒?、乙醇、氟里昂作工質(zhì)。毛細(xì)吸液芯是凝結(jié)液回流的動(dòng)力和可靠通道。如此循環(huán)不停，熱源的熱量Ｑ就不斷地由熱管的一端傳至另一端，放給冷源。重力熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，適于地面上的應(yīng)用，已經(jīng)成功地應(yīng)用于電子器件的冷卻、余熱回收、永久凍土層的穩(wěn)定及新能源的開發(fā)。相變時(shí)，吸收的汽化潛熱，可在溫差很小的情況下，將大量的熱從加熱段傳到冷卻段，熱管本身就成為傳熱動(dòng)力源，從而得到較好的冷卻效果和溫度均一化效果。直到六十年代初，隨著航天事業(yè)的開發(fā)，向傳熱傳質(zhì)學(xué)提出了新的要求，對(duì)技術(shù)的發(fā)展及創(chuàng)新形成了強(qiáng)烈的刺激，這樣，熱管又才應(yīng)時(shí)而生。美國、意大利、英國、蘇聯(lián)、西德、法、日等國相繼掀起研究熱潮，進(jìn)行了大量的理論與實(shí)驗(yàn)研究工作，發(fā)表的論文逾千篇。資料被大量引進(jìn)[5～11]、消化、創(chuàng)新。 就今后的熱管技術(shù)發(fā)展而言，文獻(xiàn)[12]提出了以下幾方面的課題： （1）進(jìn)一步降低熱管的制造成本，包括碳鋼—水熱管長(zhǎng)期使用壽命考核，熱管批量生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和完善等，以便為熱管技術(shù)在各種領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造條件； （2）熱管余熱回收裝置的大型化（回收余熱量達(dá)數(shù)千千瓦至數(shù)萬千瓦）、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和系列化研究與發(fā)展，以及進(jìn)一步解決合污染物載熱質(zhì)對(duì)熱管束的腐蝕和積灰問題；（3）多孔介質(zhì)內(nèi)的兩相流動(dòng)與相變傳熱機(jī)理方面的理論與實(shí)驗(yàn)研究；兩相閉式熱虹吸管內(nèi)降膜和液池中的沸騰傳熱研究，低溫?zé)岷缥軆?nèi)沸騰與凝結(jié)傳熱強(qiáng)化及提高攜帶限的措施；（4）熱管工質(zhì)的探索，尤其是300～500℃范圍內(nèi)的高傳輸性能工質(zhì)的探索；（5）解決高溫?zé)峁苡谐尚У墓こ虘?yīng)用與延長(zhǎng)使用壽命的問題；（6）開辟各類熱管新的應(yīng)用領(lǐng)域?！?。1℃之內(nèi)，使儀器設(shè)備可靠穩(wěn)定工作。 （4）紅外深測(cè)器溫控 紅外探測(cè)器深需在深冷溫度（—80～—120℃左右）工作。應(yīng)用熱管冷卻時(shí)，可以利用旋轉(zhuǎn)體自身作為熱管，即旋轉(zhuǎn)熱管，也可在相關(guān)部件埋設(shè)熱管。交流傳動(dòng)機(jī)車的異步電機(jī)冷卻，可以采用不同型式熱管分別對(duì)轉(zhuǎn)子和定子進(jìn)行冷卻，例如有一種方案在轉(zhuǎn)子上環(huán)狀埋設(shè)無翅片的銅一水熱管，在定子上埋設(shè)帶翅片的銅一水熱管。對(duì)于半導(dǎo)體集成電路常采用電子組件的熱管線路板，例如，美國休斯飛機(jī)公司設(shè)計(jì)的幾種電子組件熱管散熱板，將熱管技術(shù)引入了海軍標(biāo)準(zhǔn)電子組件系統(tǒng)。日本歷來對(duì)節(jié)能技術(shù)甚為重視。據(jù)報(bào)道，熱管換熱器除廣泛用于鍋爐、加熱爐和工業(yè)窯爐外還大量用于干燥器、干燥爐、空調(diào)等范疇。美國—種兼有平板式和聚焦式優(yōu)點(diǎn)的不跟蹤式太陽能熱管集熱器，用于房屋取暖和供應(yīng)熱水相當(dāng)有效。微型熱管一般指直徑10～500μm、長(zhǎng)約10～30mm、無吸液芯的熱管。美國研制的小型手持開式液氮熱管手術(shù)器，質(zhì)量?jī)H1kg，包括液氨貯存器、熱管和探針尖三大件，借助毛細(xì)作用，使液氮從貯存器流過305mm長(zhǎng)的探針內(nèi)腔到達(dá)鍍金的銅尖。冷凝段制成針頭狀，可刺入皮下數(shù)十毫米，保持針頭43～46℃溫?zé)嵋詺⑺腊┘?xì)胞。鑒于煙氣的腐蝕件，采取了特殊的除灰裝置。要想廣泛利用開發(fā)地?zé)豳Y源，有時(shí)需要開發(fā)應(yīng)用長(zhǎng)數(shù)公里、直徑數(shù)千厘米的超長(zhǎng)超大型熱管。 熱管發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)思[18] 熱管發(fā)動(dòng)機(jī)是一種外燃機(jī)的構(gòu)思，熱管在這里已成為能動(dòng)的動(dòng)力源，而不再是被動(dòng)的傳熱元件。熱管發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蒸發(fā)段吸收熱源熱量，工質(zhì)蒸發(fā)，蒸汽等容壓縮，此時(shí)冷凝段因隔熱套作用而處于絕熱狀態(tài)，蒸汽的壓力和溫度上升到一定程度時(shí)，缸體內(nèi)活塞被推動(dòng)作功，然后隔熱套下降，阻斷蒸發(fā)段而開放冷凝段，冷凝段向熱匯放熱，蒸汽壓力及溫度下降，活塞下落，蒸汽絕熱壓縮，隔熱套回升阻斷冷凝段而開放蒸發(fā)段，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。（1）單槽縫熱管[19]單槽縫熱管有兩個(gè)軸向通道，一個(gè)是蒸汽流道，另一個(gè)是液體流道。而且，液體的粘性壓降較小，因?yàn)橐后w沒有阻礙地流進(jìn)通道，這與常規(guī)網(wǎng)芯型熱管結(jié)構(gòu)不同。當(dāng)通道中由于液體的沸騰或從不凝結(jié)氣體中產(chǎn)生汽泡時(shí)，周向槽道由于缺乏液體供應(yīng)開始干涸，槽縫處的凹液面開始退至周向槽的底部。這種熱管具有以下特性：① 量充裝工質(zhì)對(duì)性能的影響可以忽略不計(jì)，而充裝不足則性能降低；② 管不需要裝抽吸內(nèi)襯與絲網(wǎng)； ③熱管長(zhǎng)度影響起動(dòng)能力，對(duì)于長(zhǎng)熱管要求輸入功率的增量幅度較小，以便在幾倍于整個(gè)系統(tǒng)的距離上提供充分的循環(huán)；④冷凝段的快速冷卻可產(chǎn)生液體過熱和芯的沸騰；（3）先進(jìn)的梯形軸向槽道熱管(ATAG)[21]研制這種熱管的目是為了把熱量從空間建造的輻射器上排放出去，輻射器在1—g與20℃時(shí)的環(huán)境下熱傳輸能力的指標(biāo)要大于30kWm。在擋扳與管內(nèi)壁接觸處形成兩道縫隙，在管徑很小時(shí)，由于流體的流通面積小故而傳熱能力低，而在大管徑時(shí)熱傳輸能力也比較低，因?yàn)檩S向槽道中流體的阻力增大了。為了輸運(yùn)液體，內(nèi)管的外表面開有槽道，為了讓蒸汽更順利地排出，還開了槽縫。有人對(duì)蒸發(fā)段與冷凝段結(jié)構(gòu)三種不同的吸液芯配置進(jìn)行了評(píng)述：①周向“V”型槽；②多層絲網(wǎng)卷；③燒結(jié)金屬粉末吸液芯。此外，地面上螺旋槽道的性能低下。（7）雙對(duì)干道液態(tài)金屬熱管[25]Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室Merrigan等人研制了雙對(duì)干道液態(tài)金屬熱管，用鋰作工質(zhì)，工作溫度約1500K。有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了附在管壁內(nèi)表面青銅燒結(jié)芯的研制情況。它的發(fā)明者最初想把這種熱管用在有腐蝕性廢氣高溫工業(yè)余熱回收器中，熱管用鈉或鋰作為工質(zhì)。研究表明工質(zhì)為鈉時(shí)，滿足上述要求的主要選用材料是碳化硅（熱管的陶瓷材料）與鎢（金屬襯里）。當(dāng)溫度超過50C時(shí)，各種不同的強(qiáng)化方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明對(duì)傳熱并無強(qiáng)化作用，而在較低溫度下它們表明在蒸發(fā)段全都鋪滿銅網(wǎng)的情況下可以達(dá)200％的強(qiáng)化傳熱效果。盡管如此，同國外熱管的發(fā)展水平相比，我國熱管研究還存在一些迫切需要解決的問題：（1） 價(jià)格偏高。（3） 實(shí)際應(yīng)用的熱管技術(shù)含量低，真正在實(shí)驗(yàn)室研究的成果到實(shí)際應(yīng)用需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。 結(jié)語與常規(guī)換熱技術(shù)相比，熱管技術(shù)之所以能不斷受到工程界歡迎，是因其具有如下的顯著優(yōu)勢(shì)：（1）熱管管壁的溫度可調(diào)性