机械工程试验一热管原理指导教授魏庆华教授班级车辆三甲学号.docVIP

機械工程實驗(一) 熱管原理 指導教授：魏慶華 教授 班級：車輛三甲 學號姓名：蔡家丞 日期：102年5月2日 摘要： 熱管一種具有快速均溫特性的特殊材料，其中空的金屬管體，使其具有質輕的特點，而其快速均溫的特性，則使其具有優異的熱超導性能；熱管的運用範圍相當廣泛，最早期運用於航太領域，現早已普及運用於各式熱交換器、冷卻器、天然地熱引用…等，擔任起快速熱傳導的角色，更是現今電子產品散熱裝置中最普遍高效的導熱元件。熱管 (Heat Pipe) 是在 1963 年為美國加州大學拉斯阿拉摩斯研究所 (Los Alamos Lab.) 的格魯佛氏 (Grover) 所發明，其原始研發目的是為了要解決因機器本身運作時所產生的高溫廢熱問題，並使機器可以維持在正常工作溫度中順利運轉。 熱管原理 　　如果把熱管從徑向剖析看，可以把熱管分成管殼、吸液芯和流體通道三個部分。管殼由於必須承受熱管內部的真空高壓，並且還必須更小的熱阻，因此對管材的材料和製造工藝有很高的要求。目前廣泛采用的是炭鋼、鋁、銅、不鏽鋼、鈦等。吸液芯是一種多孔材質，它緊貼於熱管內壁，利用液體的表麵張力從凝結段將液體送回到蒸發段。吸液芯的材質主要是由金屬網、泡沫材料、毛氈、纖維等多孔物質組成。熱管的中間部分作為蒸氣傳輸通道。作為工作介質，一般選擇與吸液芯有良好的相容性，並且導熱性、穩定性、汽化性、安全性高的液態介質。目前主要使用的是銅-水或者鋁-丙酮組合。 熱管構造圖 優點及特性： 1.　熱阻小，傳熱快。熱管的熱導係數是普通金屬的100倍以上。2.　傳熱方向可逆，不管任何一端都能成為蒸發端和冷凝端。3.　優良的熱響應性。熱管內氣化的蒸汽能以接近音速的速度傳 輸，從而有效率的提高了導熱效果。4.　結構簡單，重量輕，體積小，維護方便。5.　低功耗、無噪音、符合工業“綠色”的要求。 應用： （一）能量轉換： 當含有高動能的熱離子撞擊到熱管的一端時，熱離子的動能變成了熱能而傳至熱管的另一端，此稱為熱離子轉換器。 （二）熱開關﹕ 當採用特種的毛細物體及工作液時，熱管的作用範圍可在控制之下。譬如當溫度低於工作液的冰點或導熱量超過熱管的導熱極限時熱管無法作用。換句話說，在外界溫度變化很大時，熱管僅作用於一定的溫度範圍之內，在此範圍之外熱管終止其作用。這種情形有如自動開關一般。熱管的這種性能多用於自動控制及低溫儀器之中。 （三）熱二極空管： 當熱管採用不同的毛細物時，它具有不同的導熱極限，通常粗鬆的毛細物具有較低的導熱極限。如將粗鬆及細密的毛細物同時置於一個熱管的二端，則當加熱於細密毛細物的一端時熱管的導熱量很大。反之，當加熱於粗鬆毛細物的一端時，熱管因受導熱極限的限制，其導熱量可較前者小很多。 （四）溫度控制： 當熱管外界溫度變化很大時，其導熱量也隨之變化，然而熱管內部溫度的變化卻很小，此種禦熱性能及熱管的近等溫導熱性能可用於太空衣、太空船及人造衛星的溫度調節及控制上。 （五）散熱： 熱管可伸出於發熱裝置之外，以增加發熱裝置的散熱面積。由於熱管的導熱量大於同體積的金屬棒，它可取代一般散熱鰭的金屬片而增加其散熱量。 此外熱管也可裝於汽車內的引擎及車室之間作為發熱器及車內溫度調節之用。 參考文獻： /heatpipe04/2008-1-2/Heat_Pipe_3.htm /utf8-classid119-id56702.html /heatpipe04/03/2006-10-1/061018556394_0_17.htm /wiki/%E7%86%B1%E5%B0%8E%E7%AE%A1 /ct/content/19710007.htm