发热片发热线的一般原则,利用重力(通常分为两相thermosiphons)的历史可以追溯到蒸汽时代, 毛细管的现代概念驱动的热管是由通用汽车(General Motors)的RS Gaugler的个建议,在1942年的想法申请了专利。采用毛细作用的好处自主研发的,首次展示在洛斯阿拉莫斯国家实验室于1963年由乔治·格罗弗,随后于1964年发表在应用物理杂志。格罗弗在他的笔记本中指出:
“传热流体通过毛细运动的表面张力的”泵“作用,可能是足够的移动液体从低温区到高温区(随后又返回以蒸汽形式使用的差作为驱动力,在在两个温度),以将热量从热的冷区。这样一个封闭的系统,无需外部的泵,有兴趣的蒸汽压可在移动到辐射热从反应堆堆芯是特别感兴趣的空间反应堆系统的力必须在重力的情况下,只有如克服毛细管和拖动将蒸气通过其渠道。“
发热片发热线在1964年和1966年,RCA公司是 20世纪60年代后期美国航空航天局扮演一个大角色在热管发展资金一个显著量的研究对他们的应用程序和可靠性在太空飞行后,从Grover的建议。美国航空航天局的吸引力热管冷却系统是可以理解的给予其低重量,高热通量和零功率消耗。然而,他们的主要兴趣是基于这样的事实,在零重力环境下工作,该系统将不会受到不利影响。在太空计划中的首次应用热管在热平衡的卫星转发器。卫星轨道,一边是暴露在太阳的直接辐射,而另一侧是完全黑暗的,暴露的深冷太空。这会导致严重的温度偏差的(因而可靠性和准确性)的转发器。为此目的而设计的热管散热系统管理的高的热通量,并在重力的影响与不表现出完美无瑕的操作。冷却系统是个说明和使用的可变电导热管,以积极调节热流量或蒸发器的温度。
刊物在1967年和1968年由费尔德曼,伊士曼,Katzoff的的讨论热管的应用领域外,政府的关心和分类,如:空调,发动机冷却系统,电子冷却高温下不降。这些文件还提出了个提到的弹性,动脉和平板热管。1969年出版物介绍的旋转热管的概念而其应用到涡轮机叶片的冷却和热管应用到低温的过程在次讨论。
发热片发热线在20世纪80年代开始,索尼开始将热管的冷却方案,一些地方的强制对流和被动鳍散热片的消费性电子产品。起初,他们使用的调谐器和放大器,很快蔓延到其他高热流密度电子产品应用。在20世纪90年代后期日益激烈的微型计算机的CPU促使美国热管专利申请的数量增加了三倍。作为一个专门的工业传热元件热管从消费者商品的开发和生产从美国到亚洲。现代CPU热管通常由铜和使用水作为工作流体。
格罗弗和他的同事们正在对冷却系统的核电细胞飞船,在极端的温度条件。热管被广泛使用在航天器作为一种手段来管理内部的温度条件下。
热管也被广泛的应用在太阳能热利用水加热应用的结合与真空管太阳能集热器阵列。在这些应用中,通常使用蒸馏水作为抽空的玻璃管内,并位于面向太阳的密封长度的铜管内的传热流体,个人吸收管的真空集热管太阳能热水加热应用,可以提供高达40%以上的效率相比,传统的“平板太阳能集热器。这主要是由于存在变慢对流和传导热损失的管,该管内的真空。的真空管道系统的相对效率降低,因为“相比,”平板“收藏家平板集热器具有较大的光圈大小,可以吸收更多的太阳能,每单位面积。这意味着,虽然单个真空管具有更好的绝缘(低级传导和对流损失),由于在管内产生的真空,发现在已完成的太阳能电池组件的一个数组的管的每单位面积的吸收较少的能量,由于有较少的吸收剂表面因为向着太阳真空集热管的圆形设计,面积指出。因此,现实世界中的两种设计的效率大约是相同的。
真空管集热器减少了需要添加防冻剂添加剂的真空有助于慢热损失。然而,长时间暴露在冰点温度下的传热流体仍然可以冻结,必须采取预防措施,以确保在设计冷冻液体不会损坏真空管。设计的太阳能热式热水器可以霜冻保护下来到超过-3°C,特殊添加剂,并在南极洲被用来对水进行加热。
永冻层的大厦是困难的,因为从结构的热解冻的永冻土。为了避免不稳定的风险,在某些情况下,使用热管。例如,在跨阿拉斯加管道系统剩余的地热剩余的油中,以及在移动油的摩擦和动荡所产生的可以进行管道的支撑腿和融化的永久冻土层上的支持锚定。这将导致管道下沉,并可能受到损坏。为了防止这种情况的每个垂直支承构件已安装有4个垂直的热管。
沿着青藏铁路的部分,也可用于热管的散热。路基和轨道吸收太阳的热量。立式热管的任一侧的形成防止任何进一步的,热扩散到周围的地面。
“热魔术烹饪针”,通过能源转换系统,个商业化的热管产品,在1966年次出售。烹饪引脚使用水作为工作液。信封里有不锈钢,内部铜层的相容性。在操作过程中,热管通过烤戳。管道的一端延伸到它的热量吸收中间烤烤箱。的热管的有效导热系数高切大块的肉的烹调时间的一半的一个通常的期间。
这一原则已被应用到露营炉具,露营之类的情况下,将大量的热,在低温烘烤商品,以及烹调其他菜肴。这样的一个例子是Bakepacker系统。
在加热,通风和空调系统中,空调,热管被定位在供应和排出的空气流的空气处理系统,或一个工业过程中的排气气体的范围内,以回收热能。
该装置由多排翅片的热管的管位于的供气和排气的空气流内的电池。内的排气的空气侧的热管,它的热量的制冷剂蒸发,同时从提取物中的空气。的制冷剂蒸气移向管的冷端内,供给空气侧的设备,在那里冷凝,并给出了其热。冷凝的制冷剂由重力和毛细管中的燃烧芯的行动的组合回报。因此,热量从排出的空气流转移到制冷剂通过管壁,然后从通过管壁的制冷剂的供给空气流。
由于该装置的特性,获得更高的效率,当单元被安装在排气侧与供给空气侧直立定位,这允许迅速流动的液体制冷剂在重力作用下返回到蒸发器。一般情况下,总传热效率高达75%的制造商都声称
20世纪90年代初以来,许多核反应堆的电力系统已经提出使用热管传输之间的热反应堆堆芯和电力转换系统[ 13 ]的个核反应堆产生的电力使用热管,演示使用平顶裂变个操作九月13,2012。
热管必须被调谐到特定的冷却条件。管的材料,尺寸和冷却剂的选择都在热管的工作,在最佳温度的效果。
当加热超过一定温度,所有的工作流体在热管将蒸发和冷凝过程将不再发生怪狂网络,在这样的条件下,在热管的热传导性被有效地减少的热传导性能的固体金属壳体单独。由于大部分的热管构成的铜(具有高的热传导性的金属),过热的热管通常将继续进行,在大约1/80的原始电导率热。
此外,一定温度以下时,工作流体不会发生相变化,和热传导率将减少到的实心金属壳体。的工作流体的选择的关键标准之一是该应用程序所需的操作温度范围内。的下限温度,通常会发生的工作流体的凝固点以上几度。
大多数制造商可以使传统的热管不小于3毫米的直径,由于材料的限制(虽然可以制作1.6毫米薄片)。实验已进行了微型热管,使用管道,尖锐的边缘,如三角形或菱形管。在这些情况下,锋利的边缘通过毛细作用传送流体,并没有燃烧芯是必要的。
