第一節　熱管的工作極限

熱管的研究工作主要是研究換熱量與溫度的關系。在正常情況下，蒸發段與冷凝段之間的溫度差不超過10℃，對于高溫熱管也不應超過20℃。如果試驗時的溫差超過10℃，則表示熱管工作不正常，而大部分是因為制造質量不佳所引起的。在熱管啟動到正常工作之間有一個過渡過程。這個過渡過程的特點是冷凝段溫度漸漸增高，一直達到穩定，但是熱管啟動到正常工作的過渡時間一般只需1min左右。

熱管在正常工作時，其傳送熱量Q和溫度有關，一般溫度越高熱管傳送熱量越大。

最大的熱流是指無論加熱段能夠加進多大熱量，冷卻段就能輸送出多少熱量，這時熱管內部從蒸發段傳送到冷凝段的熱量到了最大限度，故又稱臨界熱量。熱管傳送的最大熱量是根據實驗確定的，即

Q=M1cp1Δt

式中　Q——從冷凝段測出的熱管傳送的熱量，kW；

M1——冷流體的質量流量，kg/h；

cp1——冷流體的比定壓熱容，kJ/(kg·℃)；

Δt——冷流體的溫升， ℃。

由于熱管工作是靠流體力學平衡的，所以，凡是對于流體流動有限制的因素，也都成為熱管工作限制的因素。這些限制歸納起來有如下一些。

① 黏性限——受黏性力限制。

② 音速限——有些高溫熱管啟動時，蒸氣速度可能達到音速。在這種情況下必須考慮壓縮性的影響。音速條件是熱管達到最大可能的傳熱能力的一個限制。

③ 攜帶限——熱管熱負荷升高時，蒸氣流速加大，蒸氣與回流液膜的摩擦也增大，這時，可能產生液態工質被蒸氣流所攜帶的現象。這種現象妨礙了凝結液的正常回流，因而造成了一個傳熱極限。

④ 毛細限(吸液限)——毛細壓差不足，不能克服管內流動阻力，造成了蒸發段燒干而受到限制。

⑤ 沸騰限——熱管溫度升高時，因產生沸騰造成熱管工作停止或熔損破壞而受到的限制。

所有這些傳熱極限與熱管工作溫度的關系，如圖3-1所示。

下面依次說明各性能界限的極限。