烧结式热管结构
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换热器烧结型表面多孔管综述随着现代科学技术和工业化生产的发展,节能降耗已经成为各个行业生产部门主要控制指标。
我国还处于发展中国家的水平,石油、化工及冶金工业在我国国民经济中占有很大的比重,如何在这些行业中降低能源消耗及投资成本,一直是研究者和企业界比较关心的问题。
管壳式换热器一直是这些工业中主要使用的换热设备,其投资可达全部投资的30%~40%。
如何提高它的传热效率并降低成本,是既有学术意义又有现实意义的课题。
普通换热管的传热性能比较差,其传热效率、结构的紧凑性以及单位传热面积的金属消耗量都无法和各种新型的板式换热器相比。
烧结型表面多孔管的传热系数可比普通光管的传热系数至少提高10倍],而且其有效温差仅为普通光管的1/7~1/8,普通光管经烧结制成多孔表面管后可以有效提高光管的抗结垢性能。
表面多孔强化管是20世纪60年代末发展起来的1种强化沸腾传热的高效换热管。
烧结型表面多孔材料的研究始于1956年8月,美国人Milton进行了烧结多孔薄层应用于各类换热机构的研究,并于1968年申请了烧结型表面多孔材料方面的第1个专利(heatexchangesystem)。
相似的专利相继于1973年、1974年及1977年获得批准,使烧结工艺更加完善,美国联合碳化物公司买断了该4项专利,推出了著名的HighFlux商用表面多孔管。
同时Webb设计了整体多孔层,20世纪70年代后期到80年代初,日立公司生产了ThermoexelE管;前西德的WielandWerkAG公司生产了T型肋片管,其商品名称是GewaT。
Kun和Clikk描述了1种凹腔沟槽面,提供了不同沟槽密度下,氮和水的沸腾数据。
Gottgman、Czikk和Noeill为确定合适的气孔尺寸,提出了用以判别多孔表面性能的理]。
由于这些学者和大公司的努力,表面多孔管获得了普遍的应用。
1 表面多孔管分类和制造表面多孔管按其制造工艺可以分为烧结型、喷涂型、电镀型和机械加工型。
热管工作原理及五大焦点话题● 热管工作原理热管因为优秀的热传导能力最早被应用于军工及航天领域,它其实并不是最出色的散热材质,但它比铜铝金属能够更有效地传导热量,并且生产成本越来越低廉。
低价高效是热管被广泛采用的原因之一,另一个原因是它配合塔式散热器能把鳍片架高,从而在不影响兼容性的前提下扩展庞大的鳍片规模,这一点是卧式散热器所做不到的。
塔式架构与热管的结合把风冷散热器推向新的境界,诞生了一些我们耳熟能详的名字:利民U120、九州风神冰刃、超频三南海。
热管工作原理热管内部都是如下图的毛细结构,内部抽成真空,灌装的液体通常是纯水。
热管的工作原理很简单,液体在真空状态下沸点极低,吸收CPU散发的热量后就会蒸发,水蒸气携带热量流向较冷的一端,也就是风扇吹风的一端,在那里冷凝后通过毛细结构快速回流到底部,然后从底部重复新一轮循环。
热管能够取代金属作为导热介质的最大原因在于,上述一套热循环过程是非常非常快的,理论上有纯铜数十倍的速度。
热管内部材质从热管工作原理可以看出,热管的效率取决于两端的温差,CPU 与散热器顶部鳍片的温差越大,热管内部液体蒸发冷凝的效率就越高,这就是为什么我们一直在强调机箱散热的重要性。
在一个良好散热的机箱里,蒸发端的鳍片效率与热管工作效率均能达到最高值,散热器可以发挥出强大的性能。
沟槽与烧结热管对比热管的工作原理都是一样的,在内部结构方面分为丝网结构、纤维结构、沟槽结构,烧结式结构,目前几乎所有散热器使用的热管都是最具效率的烧结式,所以这方面我们并不打算做过多的介绍。
真正影响到热管效率的是下面一些因素,我们把这些因素归纳为以下五大问题,每一个问题拿两款高端散热器分析对比,以便大家最直观地了解到各种散热设计的优劣。
● 热管五大焦点话题利民True Black 120 PK 猫头鹰NH-C12PL型还是U型更有效率?Scythe Orochi PK Scythe Andy Samurai Master 热管数量对性能有多大影响?Thermaltake SpinQ PK Thermalright IFX-146mm与8mm热管有多大性能差距?Scythe Mugen 2 PK Noctua NH-U12P穿Fin工艺与焊接工艺孰优孰劣?Scythe Ninja PK Scythe Ninja 2那种热管排布方式更合理?。
热管的特性,结构与工作原理/heatpipe04/02/2007-2-27/72277735314.htm晨怡热管从热力学的角度来看,物体的吸热、放热是相对的,凡是有温差存在时,就必然发生热从高温处传递到低温处,这是自然界和工程技术领域中极普遍的一种现象,而热传递的方式有三种:辐射、对流、传导,其中以热传导为最快。
1963年美国Los Alamos 国家实验室的G.M.Grover 发明了一种称作为『热管』的传热组件,它充分利用热传导原理与致冷介质快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到体外,导热能力超过了任何已知金属的导热能力。
热管的特性:1.热管传热能力高因为热管的传热主要靠工质相变过程中吸收.释放气化潜热和蒸汽流的传热,所以它的传热能力较其他导热材料高几十倍。
2.热管的均温特性好热管工作时,管内蒸汽处于饱和状态,蒸汽流动和相变时的温差小,所以沿热管蒸发端表面的温度梯度很小,可自动地形成均匀的热流温度。
3.具有可变热流密度的能力由于热管中的蒸发和冷凝空间是分开的,若在蒸发端输入高热流密度,则在冷凝端可得到低的输出热流密度,实现“热变压器”的作用。
4.具有良好的恒温特性采用一种充有惰性气体的可控热管,当输入端的热量变化时,因蒸汽压力的变化使冷凝端的冷凝面积改变,以维持热源温度的恒定。
热管典型结构以及工作原理:热管由管壳﹑吸液芯和工质组成,热管的工作段可分为蒸发段,绝热段和冷凝段三部分。
当蒸发端收热时,通过管壁使浸透于细液芯中的工质蒸发,蒸汽在蒸发和冷凝端之间所形成的压差作用下流向冷凝端,由于冷凝端受到冷却作用,蒸汽凝结为液体,释放汽化潜能。
冷凝后的气体,靠吸液芯与液体相结合所产生的毛细力作用,将冷凝液输送回蒸发段,以形成工作循环。
热管规格如下:直径mm 长度mm 备注3 0-280 圆热管烧结/ 铜网4 0-280 圆热管烧结/ 铜网5 0-280 圆热管烧结/ 铜网热管工质特性如下表:液芯类型:单层.多层丝网格吸液芯,烧结粉末吸液芯,轴向槽道吸液芯,组合型吸液芯。
烧结式热管
烧结式热管是一种高效热传导元件,它通过在热管内部制造一定的毛细结构,利用工作液体的相变循环来实现热量的快速传递。
这种热管具有导热性能高、等温性能好、结构简单可靠等优点,因此在众多领域得到了广泛应用。
烧结式热管的制造工艺主要包括粉末冶金烧结和熔融烧结两种。
粉末冶金烧结是将金属粉末或合金粉末与适量的有机粘结剂混合均匀,然后装入模具中压制成型,最后通过烧结工艺使粉末颗粒间发生冶金结合,形成具有一定强度和导热性能的多孔结构。
熔融烧结则是将金属或合金加热至熔融状态,然后通过一定的工艺使其在毛细结构内形成连续的金属网络。
烧结式热管的工作原理是基于热传导和热对流两种机制的耦合作用。
在热管的一端(蒸发端),热量通过管壁传入,使工作液体受热蒸发,产生蒸汽。
蒸汽在微小的压差下流向热管的另一端(冷凝端),在冷凝端释放热量并凝结成液体。
凝结液体在毛细力的作用下回流到蒸发端,完成一个循环。
通过这种循环,热量被迅速从蒸发端传递到冷凝端,实现了高效的热传导。
烧结式热管在电子散热、航空航天、核能利用等领域有着广泛的应用。
例如,在电子散热领域,烧结式热管可用于计算机CPU、显卡等高热流密度器件的散热,有效提高了散热效率和稳定性。
在航空航天领域,烧结式热管可用于解决卫星、空间飞行器等高温环境下的散热问题。
在核能利用领域,烧结式热管可用于核反应堆的冷却系统,提高了核能的安全性和经济性。
烧结式热导管烧结式热导管,也被称为烧结皮膜管,是一种高效的散热装置,广泛应用于电子设备、光电子设备、航空航天等领域。
它通过利用烧结技术将金属粉末烧结成为具有高热传导性能的管状结构,从而实现良好的散热效果。
烧结式热导管的结构由热导金属粉末和基底材料两部分组成。
热导金属粉末可以是铜、银、铝等导热性能较好的金属,而基底材料则可以是陶瓷、电子级塑料等绝缘材料。
在制造过程中,首先将金属粉末与基底材料进行混合,然后通过烧结技术进行加热处理,使两者烧结成一体。
烧结后的热导管具有良好的导热性能和强度,同时还可以保护导热层不受外界环境的侵蚀。
烧结式热导管具有以下几方面的优势:1. 高热传导性能:烧结式热导管利用金属粉末的高热导率,能够迅速将热量从散热源传导到外部环境,实现快速而高效的散热。
2. 紧凑的结构:烧结式热导管通常只有几毫米到几十毫米的直径,可以灵活地嵌入到各种设备中,不会占据过多的空间。
3. 良好的耐热性能:烧结式热导管采用高温烧结工艺制造,具有较好的耐高温性能,可以在高温环境下长时间稳定工作。
4. 可靠的使用寿命:烧结式热导管由于采用烧结技术制造,在材料的颗粒间形成了坚固的结合力,使其具有较高的强度和耐久性,使用寿命较长。
5. 易于安装和维护:烧结式热导管可以根据具体的应用需求进行定制,安装方便,同时也比较容易进行维护和更换。
烧结式热导管在各个领域具有广泛的应用。
在电子设备中,它可以用于散热模块、散热片等部件,有效地提高设备的散热效果,保障设备的稳定性和可靠性。
在光电子设备中,烧结式热导管可以用于光纤激光器、激光二极管等组件的散热,保证设备长时间工作的稳定性。
在航空航天领域,烧结式热导管可以用于发动机散热、导弹散热等高温环境散热的应用。
总的来说,烧结式热导管凭借其高热传导性能、紧凑的结构、良好的耐热性能等优势,成为现代高效散热的关键组件之一。
随着科技的不断发展,烧结技术也将不断创新,为热导管的性能提供更多的可能性,进一步满足不同领域对散热装置的需求。
2020.21科学技术创新径:r=4m ;如果存在同质连接,安装在墙壁上的探测器的探测范围也可能会延伸到天花板、地板或角落的部分区域。
在这些情况下,作用半径减至设置范围的3/4。
两种材料的连接处往往会减弱结构噪声的传播。
因此,必须在两种材料连接处的周围各安装一个探测器。
探测器适用于各种应用环境,用户可根据实际应用环境和需求,调整探测器的灵敏度,使其对振动源的探测更加精准可靠。
探测器灵敏度可调等级分为15档,其中g=9.80m/s 2,具体见表1。
表15报警方式振动探测器通过RS485总线方式接入报警主机,可通过主机设置报警分区。
监控对象受到冲击脉冲宽度在0.2ms-5ms 之间或加速度大于等于1m/s2的击打时,产生报警输出信号。
探测器具有工作状态下的自检功能,当发生被拆除、移位、外壳被打开、短路、断路时产生报警信号。
探测器可适应不同场合范围的变化要求,灵敏度和探测范围可调。
具有可靠性高、稳定性好、安全性强、环境适用性广等优势,可满足军队、石油化工、银行、文物保护、交通等领域的安全监控防护需求。
范围 灵敏度 范围 灵敏度 0档 (不用) 8档 1g 1档 0.125g(最灵敏) 9档1.5g 2档 0.25g 10档 2g 3档 0.375g 11档 3g 4档 0.5g 12档 4g 5档 0.625g 13档 5g 6档 0.75g 14档 6g 7档0.875g15档10g烧结式热管导热性能研究徐微曹小鸽张艳肖徐志杰(西安交通大学城市学院,陕西西安710018)1概述感应加热电源应用越来越广泛,小型化是其发展趋势,目前电源中开关器件散热主要采用水冷,但是水冷系统中的水箱体积庞大,导致电源无法较好的实现小型化和轻型化。
而热管具有优良的导热性能,随着价格的亲民化,其应用的场合越来越广泛。
利用热管给电源散热,能够有效降低电源体积,但是在利用热管给电源散热前,首先要研究热管散热性能。
因此本文搭建热管散热器散热实验平台,研究不同热源时,热管的散热性能,具有一定的意义。
烧结铜热管导热系数烧结铜热管,哎呀,听起来是不是有点高大上?别怕,其实它就像一个超级能干的小助手,专门帮助把热量传递出去。
你可能会问,热管到底是什么?简单来说,它就是一种特殊的“管道”,能够把热量从一个地方传输到另一个地方,就像我们给热水器加热水,管道在默默地把热量带走一样。
别看它外形简单,里面可有大文章。
尤其是烧结铜热管,它的特别之处就在于,它用的铜可是经过特殊烧结工艺处理过的,这让它在传热方面的表现比普通铜管更棒。
为什么铜这么重要呢?其实铜是个大家都知道的好东西,它导热快、耐用、性价比高,用在热管里,简直就是把热量传得飞快。
就好比你在夏天开空调,空调内部的铜管会把热空气带走,室内凉爽一下子就到。
烧结铜热管也是这样,把热量传输得又快又稳。
不过呀,这种管子不是随便做的,要经过高温烧结,铜粉在高温下熔化,然后凝结成超紧密的结构。
这就意味着热管的导热能力更强,换句话说,就是传热速度快,能有效避免设备过热,简直是高效节能的好帮手。
说到导热系数,大家可能会觉得很抽象。
导热系数就是衡量物质传递热量能力的“分数”。
如果导热系数高,说明它传热速度快,效率高,像一台高效的空调,几秒钟就能把房间吹凉。
如果导热系数低,就像是那些老式的电风扇,转个半天也不觉得凉。
烧结铜热管的导热系数特别高,传热效果强得吓人,这也是为什么它常常被用在各种高科技设备里,比如电子产品的散热系统、太阳能热水器、甚至是核反应堆的散热设施中,真的是无处不在。
但是,你也许会想,为什么烧结铜特别好呢?说白了,就是因为它“烧”得好。
你把铜粉加热到足够高的温度,铜粉就像是有了生命一样,开始自行“黏合”,形成一个超紧密的结构。
这样,它的导热效率就自然变高。
你想,金属之间的接触越紧密,热量传得越快,就像你和朋友站得越近,说话就越容易听得清楚。
烧结铜热管就是用这种方式,最大限度地提高了它的导热系数。
可是,技术再先进,总有它的局限性。
烧结铜热管虽然厉害,但它也有一些小脾气,比如价格相对较贵。
高温烧结炉电热管
高温烧结炉电热管是一种广泛应用于工业烧结装置中的电热元件,通常可以在高温(达到1000℃)情况下工作。
这种电热元件有几种不
同的形式,主要有尖端电热管、棒状电热管和圆柱形电热管等。
高温烧结炉电热管采用精密无弧焊工艺制造而成,具有良好的抗
腐蚀性、耐热性,是电阻加热时的理想热源。
它们还具有抗疲劳性好,使用寿命长,不易损坏,造价低,使用和维护方便等特性。
高温烧结炉电热管基本结构包括电极、电缆、耐热管套筒、保护管、螺栓等部分。
电极可以使用不锈钢、耐火材料等生产,具有优异
的耐腐蚀性能。
耐热管套筒由优质的石英砂、玻璃纤维等研磨而成,
耐热温度可达1000 ℃。
保护管可以是不锈钢材料或者氧化铝材料,具有优异的耐腐蚀性
和耐热性。
螺栓可以使用铜、铝、铁等材料,采用螺纹结构连接,使
得高温烧结炉电热管有良好的抗拉强度。
高温烧结炉电热管主要用于制造高硬度塑料、橡胶、玻璃、金属
和金属熔炼等各种工业烧结物品。
其质量优良,可以在高温恒温烧结
中安全可靠,在机械加工中也具有良好的效果,深受客户的好评。
高温烧结真空炉电加热管高温烧结真空炉电加热管是一种重要的加热元件,广泛应用于各类高温工业炉中。
它具有高温稳定性好、加热效率高等特点,是高温工艺实现的关键部件之一。
高温烧结真空炉电加热管主要由电阻丝和绝缘陶瓷管组成。
电阻丝是加热管的核心部件,其材质通常为铬镍合金,具有优异的耐高温性能和电阻稳定性。
绝缘陶瓷管则起到固定电阻丝和隔热保护的作用,能够有效防止外界气体和液体对电阻丝的腐蚀。
在高温烧结真空炉中,电加热管发挥着至关重要的作用。
当电加热管通电后,电阻丝会发出高温热量,将其传导给工作物料。
由于真空环境下热传递的方式主要是辐射传热,因此电加热管需要具备较高的辐射效率和耐高温性能。
为了确保电加热管的正常运行,需要注意以下几点:1. 清洁保养:定期对电加热管进行清洁和保养,以去除附着在表面的灰尘和杂质,确保加热管的散热效果和加热效率。
2. 操作规范:在使用电加热管时,要按照操作规范进行操作,避免超负荷使用或长时间空载运行,以免损坏加热元件。
3. 防护措施:在安装电加热管时,要采取防护措施,如安装保护罩或保温层,以减少外界环境对电加热管的影响。
4. 检修维护:定期对电加热管进行检修和维护,如检查电阻丝的接触情况、绝缘陶瓷管的完整性等,及时发现并排除故障,确保电加热管的正常运行。
高温烧结真空炉电加热管在各类高温工业炉中发挥着不可替代的作用。
它们不仅可以提供稳定的高温加热环境,还能够满足工业生产对温度控制的要求。
同时,高温烧结真空炉电加热管的应用还有助于提高生产效率、降低能源消耗和保护环境。
高温烧结真空炉电加热管是一种在高温工艺中不可或缺的加热元件。
它们具有高温稳定性好、加热效率高等优点,能够满足工业生产对高温加热的需求。
同时,我们还需要注意对电加热管的保养和维护,以确保其正常运行。
通过合理使用和维护,高温烧结真空炉电加热管将为工业生产提供可靠的高温加热解决方案,推动工业生产的发展和进步。
烧结式热管结构
日期:2006-4-30 19:07:51 来源:来自网络查看:[大中小] 作者:不详热度:1323
烧结式热管,顾名思义,其毛细结构是通过高温下铜粉烧结制造而成的。
我们最常见的水介质烧结式热管制造流程大致为:选取99.5%纯度的铜粉,铜粉单体粒径一定要控制在75~150微米。
首先使用工具将外径5mm红铜管内部清除干净,去除毛刺,接着将铜管放到稀硫酸中使用超声波清洗。
清洗干净之后我们将得到一根内外壁皆十分光滑、无氧化物的铜管。
此时将一根细钢棍插到铜管里(需要工具精确地将钢棍儿固定在铜管的中央,以方便铜粉均匀填充),将铜管底部用铜片暂时封闭。
接着就可以把纯铜粉倒入铜管了。
装填完毕之后就可以拿到烧结炉进行烧结。
在烧结过程中,温度的把控也很重要。
一般烧结炉峰值温度控制在800~850度(根据热管产品要求的渗透率规定)。
烧结完成之后使用一个辅助工具把铜管加紧,使用工具把钢棍抽出即可。
严格按照上述流程制造的烧结式热管,每个部分的毛细结构渗透率都应该大致相同,铜粉烧结块分布厚度大致均匀。
当我们拆开热管仔细观察,就可以发现该热管的烧结工艺是否过关了。
小知识:这样的热管才算合格
一根热管的基本结构由容器、毛细结构和动作流体三部分组成。
很多人都对热管中装的东西很好奇。
那么,热管中装载的到底是什么呢?一般来说,热管中的动作流体需要根据热管所工作的温度区间进行选择。
对于PC散热,考虑到成本因素,厂商们一般选择的是纯水和部分添加剂。
那么,一般热管要装进多少动作流体呢?动作流体装入量太少,会导致流体无法将毛细结构孔隙填充,造成热管蒸发端局部干燥。
而动作流体装入过多,则会引发液体阻塞现象,导致冷凝端无法正常工作。
因此,热管的直径、毛细结构孔隙率、热管长度都会直接影响到动作液体的填入量。
一般来说,最常用的5mm外口径,3.6mm内径,长度为150mm的铜热管动作液体装填量为0.4毫升。
区区0.4毫升的填充液,也使得我们有时候敲开热管之后看不到液体的存在。
其实看不到液体也没什么关系,在后面的文章里我们将教给大家一个最简单的热管有效性测试方法。
说完动作液体,咱们来看看热管的毛细结构。
毛细结构是一根合格热管产品的核心。
它主要有三个作用:一是提供冷凝端液体回流蒸发端的通道,二是提供内壁与液体/蒸气进行热传导的通道,三是提供液气产生毛细压力所必须的孔隙。
咱们在电脑上能用到的毛细热管有两种结构:沟槽式和烧结式。
沟槽式热管是热管毛细结构中比较制造简单的一种,采用整体成型工艺制造,成本是一般烧结式热管的
2/3。
沟槽式热管生产方便,但缺点十分明显。
沟槽式热管对沟槽深度和宽度要求很高,而且其方向性很强。
当热管出现大弯折的时候,沟槽式方向性的特性就成了致命缺点,导致导热性能大幅度下跌。
而烧结式热管则生产工艺相对比较复杂,成本也比较高。
热管烧结对铜粉质量、纯度,单铜粉颗粒直径、烧结温度、烧结均匀度都提出了很高的要求。
因此制造一根优异的烧结式热管并非容易的事情。
不同工艺和成本制造的烧结热管,热传导能力也是不一样的,我们将在后面的测试中看到。
最后,我们简单了解一下热管直径和导热量、热阻之间的关系。
以热管长度均为150mm计算,经过台湾有关权威机构测试,直径为3mm的热管其热阻值为0.33(测试物体温度变化区间60~90度)。
而直径为5mm的时候,热阻立刻降到了0.11,
已经可以满足绝大部分场合对导热的要求了。
而当热管直径扩大到8mm的时候,热阻竟然达到了0.0625,这是大部分金属材质散热器难以企及的热阻。
那么,不同直径的热管,最大导热量区别有多大呢?中国台湾省某研究所给出了一组参考数值。
直径为3mm的正品热管,2.8个标准热传递周期中只能传递15W(15焦耳/s)的热量。
而直径为5mm的热管,在1.8个热传递周期最大热量传递达到了45W,是3mm热管的3倍!而8mm的热管产品只需0.6个周期就可以传递高达80W的热量。
如此高的传热量,如果没有良好的散热片设计和风扇配合,很容易导致热量无法正常发散。