论文：浅谈热管传热技术的发展概况

热管技术的发展概况摘要:热管技术出现于20世纪60年代，并在此后得到了广泛的研究与充分的发展。

本文通过综合现有的资料，简要介绍了热管发展的历程，热管的分类和工作原理,热管目前的研究进展以及应用举例。

希望读者对于其有一个全面充分的认识。

关键词：热管技术发展原理研究现状应用Abstract：Heat pipe technology appeared in 1960s， and thereafter has been widely studied and fully development。

By integrating the existing data，I briefly introduced the history of development of heat pipe in this paper。

Meanwhile, I also introduced the classification and the working principle of heat pipe，the research progress and the application of heat pipe。

I hope the readers to have a comprehensive understanding of it.一、发展历程回顾:1964年，世界上第一支热管诞生于美国的洛斯·阿拉莫斯（Los A lamos)科学实验室；1967年该实验室首次将一支实验用水热管送上了地球卫星轨道；1968年热管第一次用于测地卫星GEOS-Ⅱ,用来控制仪器的温度。

除空间技术外，在这一时期热管开始相继为电子工业所采用，用来冷却电子管、半导体元件和集成电路板等电子元件，并应用于机械、电机部件的冷却。

20 世纪70年代热管应用于医用手术刀，随后应用的新领域是能源工程。

国外用于余热回收和空调的热管换热器已部分商品化。

并开展了热管技术在太阳能和地热利用方面的研究。

热管技术国内外研究现状热管原理最早是由于1944年在美国俄亥俄州的通用发动机公司提出并一次取得专利[4]。

该公司最初提出一种设想也即最早期的热管装置，这种装置只是由封闭的管子组成，当管内充装某种液体时，管子的一侧吸热蒸发后，另一侧的某一装置可以达到冷凝放热的效果，不附加任何外加动力的基础上，仅依靠管子内部的吸液芯所产生的毛细吸力，使得冷凝后的液体可以流回至原来那侧，从而继续蒸发吸热，像这样循环往复，就可以实现使热量从端传动到另一端的目的。

但的很可惜的是，他的想法在当时并未得到广泛的认同。

306041963年，美国新墨西哥州的科学家在国家实验室再次研制出了类似于最初设想的传热装置，并赋予这种传热装置一个学术的内涵，正式将这一传热元件命名为热管一一，当时实验中采用钠作为工质，壳体采用不锈钢材料，内部装有丝网吸液芯[5]。

论文网随着时间不断推移，关于热管的研究并没有停下脚步。

1965年，首次给出了较为完整的热管理论，也正是他建立了热管中各个过程的基本方程，并建立了如何计算热管毛细极限的较为标准规范的数学模型，由此，为以后的热管理论研究工作奠定了基础[6]。

1966年，发明了一种拥有独特通道设计的热管[7]。

他所完成的设计是为工作液体从放热段回流至吸热段过程中，提供了一个压力降比较小的通道，这样就可以较大幅度的提高热管的传热能力。

1967年，美国宇航局将一根不锈钢一水热管送入地球卫星轨道并且运行成功[8]。

这一壮举之后，更是几近引发了科学界的沸腾，吸引了更多的科学家和科研人员投身于热管的研究中来，不论是荷兰、日本、英国、法国、意大利、前西德、前苏联等国家和地区均展开了相关的大量研究工作，至此热管技术以空前的速度得到发展。

源自1969年，前苏联和日本的有关书籍和杂志几乎同时发表了有关热管研究方面的文章。

这篇文章中对于带有翅片的热管式空气加热器加以详细的描述。

在全球能源日趋紧张的现况中，这种空气加热器可以应用于回收工业废气中潜热；同时，和提出了利用可变导热热管来实现恒温控制[9]；另外，科学家也发明出了一种新的旋转式热管，它是依靠转动从而产生离心力，使得工作液体能够从冷凝段流回蒸发段。

浅谈热管及热管气-气换热器的应用热管是一种利用液体的蒸发和凝结来传热的被动式传热元件，其具有高效、节能、无噪音、无污染、结构简单、体积小等优点，在众多领域得到了广泛的应用。

热管气-气换热器则是利用热管的传热能力，在气体间进行热量的传递，实现换热的目的。

本文将从热管的基本原理及应用出发，深入探讨热管气-气换热器的应用及发展前景。

热管是一种独特的传热元件，其核心是由薄壁的金属管制成，内部充满一定量的工质（通常是液态）和适量的气体，在热管两端分别设有蒸发器和冷凝器。

当热管的蒸发器端受热后，工质迅速蒸发成气态，并将热量带走，然后由气态工质自发运动到冷凝器端，再在那里被冷却并凝结成液态，将带走的热量传递给外部环境。

这样，热管通过液态和气态之间的相变循环，将热量从一个地方传递到另一个地方，实现传热的作用。

热管在工业、航空航天、电子、建筑、农业等领域有着广泛的应用。

在电子领域，热管被广泛应用于散热模块、CPU散热、LED散热等方面，其高效的传热特性能够有效地提高电子设备的散热效果，延长设备的使用寿命。

在航空航天领域，由于热管具有重量轻、热效率高等特点，因此被广泛应用于飞行器的热控系统中，有效地提高了飞行器的性能和可靠性。

在建筑领域，热管除了可以应用于空调系统的改进外，还可以用于太阳能热水器、地源热泵等领域，提高系统的热效率。

热管气-气换热器的应用领域涉及到空调、制冷、化工、航空航天等众多领域。

在空调制冷领域，热管气-气换热器被广泛应用于冷冻系统、冷库、制冷设备等方面，其高效的传热性能可以提高系统的制冷效率，减少能源消耗。

在化工领域，热管气-气换热器被应用于各种化工反应器、蒸馏塔、蒸发器等设备中，帮助提高了化工生产的效率和质量。

在航空航天领域，热管气-气换热器被应用于飞行器的热平衡调控系统中，能够帮助飞行器更好地适应各种复杂的高温和低温环境。

未来，随着科技的不断发展和进步，热管气-气换热器的应用前景将更加广阔。

热管技术1. 简介热管技术是一种使用液体在闭合的金属管道中进行传热和传质的技术。

热管由蒸汽和液体组成，通过液体在内部与外部之间的传热传质来实现冷却或加热的目的。

热管技术广泛应用于各种领域，包括电子设备散热、空调系统、航天器热控等。

2. 原理热管内部通常填充着工作介质，如水、铵、乙醇等。

当热管的一端受热时，工作介质在高温处蒸发成为蒸汽，然后蒸汽通过内部的毛细结构传输到低温处，再由于低温损失能量而冷凝成为液体。

液体由于重力或毛细力作用返回热源端，形成一个封闭系统。

这样循环往复，使得热能能够通过液体的相变和气液传导来传递。

3. 优势3.1 高传热效率由于热管内部液体的相变和气液传导，热管的传热效率相对较高。

相比于传统的散热方式，热管技术能够更有效地将热量传递到远离热源的部分，提高散热效果。

3.2 紧凑型设计热管技术相对于其他传热装置具有较小的体积和重量，可以实现更紧凑的设计。

这对于有空间限制的应用非常有优势，如电子设备和航天器上的散热系统。

3.3 没有机械运动部件热管技术没有机械运动部件，因此具有较低的噪音和振动，提高了系统的可靠性和寿命。

3.4 高可靠性热管技术采用封闭的设计，能够在各种环境条件下稳定运行。

由于没有机械部件，热管技术具有较高的可靠性和寿命。

4. 应用领域4.1 电子设备散热电子设备的高功率密度和紧凑设计使得散热成为一个重要的问题。

热管技术可以高效地将散热器与热源连接起来，提高散热效果，保证电子设备的稳定性和可靠性。

4.2 空调系统热管技术可以应用于空调系统中，通过传热传质来调节室内温度。

热管技术的高传热效率和紧凑设计使得空调系统更加高效和节能。

4.3 航天器热控航天器在太空中的温度变化较大，需要进行热控以保证航天器内部设备的正常工作。

热管技术可以通过吸热和放热来调节航天器内部的温度，实现热平衡。

5. 局限性5.1 温度限制热管技术的工作温度通常在-50℃到100℃之间，超过这个温度范围可能会造成热管的性能损害。

电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展前言随着电子电器设备的不断发展和性能提升，其功耗也在逐年增加。

高效热管散热技术成为了保障设备稳定运行和延长寿命的关键因素之一。

本文将深入探讨电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及未来发展方向。

1. 热管基础原理热管是一种利用液体循环传递热量的热传导装置。

其基本原理是利用液体在高温端蒸发、在低温端凝结的特性，通过液体的循环传递热量。

这种原理使得热管能够高效地将热量从热源传递到散热器，实现快速而高效的散热。

2. 研究现状2.1 微型热管技术微型热管是近年来研究的热点之一。

其小巧的尺寸和高效的散热性能使其成为电子电器设备中的理想选择。

研究者通过优化微型热管的结构和材料，提高其热传导效率，适应更加复杂和紧凑的电子设备内部结构。

2.2 多相热管技术多相热管采用多种工质，如液体和气体的组合，在不同工况下具有更灵活的散热性能。

研究者通过对多相热管的工作原理和性能进行深入研究，不断提高其适用范围和稳定性，为电子设备提供更可靠的散热解决方案。

2.3 先进材料的应用新型材料的引入为热管技术的发展带来了新的可能性。

导热性能更好的材料、耐高温材料的运用，使得热管在极端工作环境下能够更加稳定可靠地工作。

2.4 智能化散热系统随着人工智能和物联网技术的发展，智能化散热系统逐渐成为研究的热点。

通过传感器实时监测设备工作状态，调整热管的工作参数，使得散热系统能够更加智能地适应不同的工作负荷，提高能效和寿命。

3. 发展趋势3.1 高集成度与小型化未来电子设备对散热解决方案的要求将更加严苛，需要更高集成度和小型化的热管技术，以适应电子元器件不断减小的趋势。

3.2 高效能耗比随着能源问题的日益凸显，高效能耗比将成为研究的重点。

未来的热管技术需要在提高散热性能的减少能源消耗，实现更加环保和可持续的发展。

3.3 跨学科研究热管技术的发展需要跨学科的研究合作，涉及材料科学、流体力学、热传导理论等多个领域。

热管技术的应用研究与发展热管技术是一种热传导技术，它利用物质的蒸发和冷凝原理，将热量从一个位置传输到另一个位置，被广泛应用于电子设备、军事、航空航天等领域。

随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，热管技术的应用和研究得到了持续的推进和发展。

热管技术最早出现在1960年代后期，主要应用于太空技术中，用于控制卫星上电子设备的温度。

随着该技术的不断成熟和发展，其应用领域不断拓宽。

目前，热管技术已经应用于各种电子设备，例如笔记本电脑、手机、平板电脑等，通过热管技术的热导性能实现散热降温，提高设备稳定性和寿命。

同时，在军事、航空航天领域，热管技术也被广泛用于控制和维持各种设备的温度，提高设备性能和稳定性。

热管技术的基本原理是利用工作流体的液态和气态相变过程来传导热量。

工作流体的蒸发和冷凝是热传导的基本形式，热量从热源端向工作流体传递，利用蒸汽的扩散浸渍到蒸汽空腔壁面上，再通过冷凝放出潜热释放给冷源。

通过工作流体的流动达到传递热量的效果。

与其他传热技术相相比，热管技术具有以下优点：1.高热传导能力。

热管技术可以跨越较长距离传输热量，具有很强的热传导能力。

2.自控制效应。

热管在工作过程中，由于相变过程的自发控制，具有自控制效应，可以有效地控制热源温度。

3.可靠性高。

由于热管内无运动部件和润滑剂等机械结构，所以热管寿命长，可靠性高。

热管技术的应用越来越广泛，其优越的热传导性能和可靠性也引起了越来越多的研究和发展。

其中一个关键的发展方向是优化热管结构和材料，以达到更高的热传导性能和工作温度范围。

现代材料科学的发展为热管技术的进一步发展提供了重要的支撑。

例如，高温热管技术能够解决高温条件下热量传递的问题，提高了热管的工作温度范围。

有学者提出了高温热管技术的基础元件，包括压缩机、蒸发器、冷凝器和热管本体等。

在热管本体方面，研发团队采用了碳化硅纳米材料作为热管主体，大大提高了热传导速度和传导能力，极大地拓展了高温热管技术的应用领域。

电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展电子电器设备是现代生活中不可或缺的一部分，随着科技的发展，电子电器设备的功能和性能不断提升，但同时也会产生更大的热量。

高效热管散热技术的研究和发展成为了解决电子电器设备散热难题的关键。

本文将对电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展进行探讨。

一、高效热管散热技术的研究现状1. 传统热管散热技术传统热管散热技术采用金属制成的热管，通过导热介质在热管内部传输热量，再通过翅片将热量散发到周围空气中。

这种技术具有成本低、可靠性高等优点，但在散热效率上存在一定的局限性。

2. 复合材料热管散热技术为了提高热管的导热性能和散热效率，研究人员开始采用复合材料制成的热管。

复合材料在保持传统热管优点的还能够提高热管的导热性能，从而提高散热效率。

3. 微通道热管散热技术微通道热管是一种结构更加精细的热管，通过微小的通道结构可以更有效地传输热量，进而提高散热效率。

目前，微通道热管已经在一些高端电子电器设备中得到应用。

4. 其他新型热管散热技术除了以上几种热管散热技术之外，研究人员还在探索其他新型热管散热技术，如超临界热管、纳米热管等。

这些新型热管散热技术在提高散热效率的也带来了更大的挑战和机遇。

1. 提高散热效率随着电子电器设备的功能和性能不断提升，对散热效率的要求也越来越高。

高效热管散热技术的发展趋势之一就是不断提高散热效率，以满足新一代电子电器设备的散热需求。

2. 减小体积和重量随着电子电器设备的微型化和轻量化趋势，对散热器件的体积和重量也提出了更高的要求。

未来的高效热管散热技术将会朝着体积更小、重量更轻的方向发展。

3. 提高可靠性和稳定性电子电器设备往往需要长时间稳定运行，因此高效热管散热技术在提高散热效率的还需要不断提高可靠性和稳定性，以确保设备长时间稳定运行。

4. 节能环保随着节能环保意识的提升，未来的高效热管散热技术也将朝着节能环保的方向发展，研究人员将会不断探索新的材料和工艺，以降低能耗和减少对环境的影响。

热能工程中推行热管技术的发展研究朱秋平发布时间：2022-12-26T08:51:11.732Z 来源：《国家科学进展》2022年10期作者：朱秋平[导读] 自我国加入世界贸易组织以来，包括工程项目在内的我国各行业面临着诸多重大机遇与挑战，随之对其质量的发展、提高也提出了更高的要求。

身份证号：32021919740914xxxx摘要：自我国加入世界贸易组织以来，包括工程项目在内的我国各行业面临着诸多重大机遇与挑战，随之对其质量的发展、提高也提出了更高的要求。

通过落实中央规划工作重心，我国工程项目施工技术也得到了极大地改善与提高，在热能工程项目的施工管理中也逐渐积累了一些经验和技巧，这些经验与技巧在我国社会主义现代化建设过程中也发挥了极大地推动作用，缩短了我国热能工程项目与发达国家之间的差距，也给热能工程带来了较大的效益。

关键词：热能工程；热管技术；应用引言改革开放以来，我国各项事业均取得了不同程度的发展，随着社会经济的持续增长，我国对于社会主义现代化建设过程中工程项目的质量提出了越来越高的要求。

热管的应用越来越广泛，热管技术也受到越来越多的人们重视。

热管技术发展到现在，在热能工程中取得了很大的成效，并与热能工程技术相互促使彼此不断发展。

基于此，本文就热管技术在热能工程中的应用展开分析与研究，促进热管工程的快速发展。

一、热管的工作原理热管在应用的过程中，可以分为三段，具体包括蒸发段、绝热段、冷凝段。

其中，绝热段在中间，蒸发段与冷凝段在两边。

在加热过程中，蒸发段受热会导致液体蒸发，所产生的蒸汽会带走热量流向冷凝段。

在冷凝段放热冷却后，蒸汽就会冷凝为液态，沿着管芯的毛细多孔材料再次流回到热管的蒸发段。

这就形成了一个闭合的循环回路，让热量在热管中不断的传递。

如果将热管进行立式放置，还可以利用重力作用，让冷凝后的液体沿着热管的内壁回流到蒸发段。

这种重力式热管不需要管芯提供毛细作用力，也被称作两相热虹吸管。

第一章热管技术概述1、发展现状迄今为止，在众多的传热元件中，热管（heat pipe）是最有效的传热元件之一，它可以将大量热量通过很小的截面远距离地传输而无须辅助动力。

热管原理首先是由美国俄亥俄州通用发动机公司的R·S·Gauger与1944年在美国专利(N0.2350348)中提出的；1963年GMGrover在美国《应用物理》公开发表了一篇命名为“Heat Pipe”的学术论文；在1965年Cotter首次提出了比较完善的热管理论，为以后的热管理论研究奠定了基础；1967年第一根不锈钢——水热管首次被送入卫星轨道并运行成功；1969年前苏联与日本开始将热管表面通过物理办法缠绕翅片，并应用到控制恒温技术领域；1970年在美国已经开始出来商用热管，例如；横穿阿拉斯加输油管线永冻层就是用热管技术支撑的；1974年后，热管开始用于节约能源与新能源开发利用领域。

我国是70年代开展热管热管热性能研究以及热管在电子器件冷却和空间飞行器方面的应用研究。

80年代初我国的热管研究及开发的重点转向节能及能源的合理利用，相继开发了热管气气换热器、热管余热锅炉、热管蒸发器、热管热风炉、热管省煤器等节能热回收设备。

2、热管用语热管：以毛吸结构的抽吸作用来驱动工作介质完循环流动的蒸发、凝结传热元件。

无机高效热管：无机传热元件是以多种无机元素为传热载体，注入到各类金属（或非金属）管状、夹板空腔内，经抽真空密封处理后，形成具有高效热传导特性的元件。

管芯：管芯是指无机传热元件中为液态工质提供毛细抽吸力及流动通道的结构。

管壳：管壳是指包容了管芯和工质的热管壳体。

有效长度：有效长度是指计算热管传热能力的折合后的长度。

工作温度范围：工作温度范围是指由工质、管壳和管芯材料及管芯结构的性能和安全运行要求决定的无机传热元件工作温度区域。

无机介质：介质是指无机传热元件管壳空腔内部用于传递热量的多种无机元素为主的液态混合流体。

热管传热技术优化及其在航天领域中的应用研究热管是一种高效的传热器件，通过液体在内部循环流动产生的相变过程，实现了热量的高效传递。

在航天领域中，热管传热技术被广泛应用于航天器的温度控制和能量传输方面。

本文将探讨热管传热技术的优化以及其在航天领域中的应用研究。

首先，热管传热技术的优化是提高传热效率和可靠性的关键。

通过优化热管的结构设计和传热工质的选用，可以提高热管的传热性能。

例如，优化热管的内径、长度和传热面积，可以增加热管的传热量。

此外，选择合适的传热工质，如氨、水、乙醚等，可以根据具体的应用需求，提高热管的传热效率和可靠性。

其次，热管传热技术在航天领域中的应用研究主要集中在航天器的温度控制和能量传输方面。

在航天器的温度控制方面，热管传热技术可以实现航天器内部不同区域的温度均衡，从而保证航天器的正常运行。

例如，在载人航天器中，使用热管传热技术可以有效地控制舱内的温度和湿度，为航天员提供舒适的工作环境。

此外，在太阳能电池板的设计中，热管传热技术可以帮助降低太阳能电池板的温度，避免功率输出的下降。

在能量传输方面，热管传热技术可以实现航天器内外能量的高效传输，为航天器的能源供应提供保障。

例如，在太空站的能源系统中，热管传热技术可以将发电机产生的热量传递到宇航员居住区，为宇航员提供热水和供暖。

此外，在航天器的热管散热系统中，热管传热技术可以将航天器内部产生的热量传递到外部空间，实现航天器的散热。

此外，热管传热技术在航天领域中还有一些其他的应用研究。

例如，在航天器的热管液泵系统中，研究如何优化液泵的结构和性能，可以提高热管传热技术的工作效率。

此外，在航天器的热控系统中，研究如何优化热控系统的结构和控制策略，可以提高航天器的热控性能。

总之，热管传热技术的优化和在航天领域中的应用研究对于提高航天器的温度控制和能量传输效率至关重要。

通过优化热管的结构设计和传热工质的选用，可以提高热管的传热效率和可靠性。

在航天领域中，热管传热技术被广泛应用于航天器的温度控制和能量传输方面，为航天器的正常运行提供了保障。