热导管✍️

热导管是一种新型的传热技术。

介绍

（或称热管）系一种具有快速均温特性的特殊材料，其中空的金属管体，使其具有质轻的特点，而其快速均温的特性，则使其具有优异的热超导性能；热管的运用范围相当广泛，最早期运用於航太领域，现早已普及运用於各式热交换器、冷却器、天然地热引用…等，担任起快速热传导的角色，更是现今电子产品散热装置中最普遍高效的导热（非散热）元件。

工作原理

热导管基本上是一内含作动流体之封闭腔体，藉由腔体内作动流体持续循环的液汽二相变化，及汽＆液流体於吸热端及放热端间汽往液返的对流，使腔体表面呈现快速均温的特性而达到传热的目的；

其作动机制为，液相作动流体於吸热端蒸发成汽相，此一瞬间在腔体内产生局部高压，驱使汽相作动流体高速流向放热端，汽相作动流体於放热端凝结成液相後，藉由重力/毛细力/离心力…回流至吸热端，循环作动。由此可知，热导管作动时，气流系由气压压力差驱动，液流则须依使用时之作动状态，采用或设计适合的回流驱动力。

热导管理想作动时，作动流体处于液＆汽两相共存的状态，两相无温差，亦即整个腔体内均处於均温状态，此时虽然有热能进出此一腔体系统，但吸热端与放热端却是等温，形成等温热传的热超导现象。

管体结构

热导管须藉由管体结构形成封闭腔体，管体既须具有承受内外压差的结构功能，亦是热传入与传出腔体的介质材料，因此除演示用热导管，会以玻璃材质以展示其内部作动现象外，其它实用热导管之管体材料均为金属。

运用於电子散热业界的小型热导管，其管体材质大多为铜，亦有因重量考量而采用铝管或钛管。

不凝结气体

热导管中若存在作动流体以外的杂质气体(如空气)，因这些杂质气体并不参与蒸发-冷凝循环，而被称做不凝结气体，不凝结气体除了会造成启动温度升高外，在热导管作动时，会被汽相作动流体压缩至冷凝端，而占据一定的腔体空间，造成应该均温的管体，在有效作动段与不凝结气体段有一显著温差，而严重影响其导热效能；这些不凝结气体可能来自于：

热导管制程中抽真空不完全

管体隙缝空气洩入

腔体不洁，与作动流体或管壁反应产生

热导管分类

热导管有不同分类方式，通常有：

依液相回流方式：热虹吸式、毛细式…

依工作温度：

参考资料

Yunus A. Cengel，Heat Transfer:A Pratical Approach，纽约：McGraw-Hill

依日光编著，热管技术理论实务，台南市复汉.2000

Amir Faghri, Heat Pipe Science and Technology, Taylor and Francis 1995

参考资料