[科普中国]-热管散热器

散热原理

热管散热器由密封管、吸液芯和蒸汽通道组成。吸液芯环绕在密封管的管壁上，浸有能挥发的饱和液体。这种液体可以是蒸馏水，也可以是氨、甲醇或丙酮等。充有氨、甲醇、丙酮等液体的热管散热器在低温时仍具有很好的散热能力。

热管散热器运行时，其蒸发段吸收热源(功率半导体器件等) 产生的热量，使其吸液芯管中的液体沸腾化成蒸汽。带有热量的蒸汽就从热管散热器的蒸发段向其冷却段移动，当蒸汽把热量传给冷却段后，蒸汽就冷凝成液体。冷凝的液体便通过管壁上吸液芯的毛细管作用返回到蒸发段，如此重复上述循环过程不断地散热。

散热性能

热管散热器是一种高效率的散热器件，它具有独特的散热特性。即它具有高的导热率，它的蒸发段和冷却段之间温度沿轴向的分布是均匀和基本相等的。

散热器的热阻是由材料的导热性和体积内的有效面积决定的。实体铝或铜散热器在体积达到0.006m³时，再加大其体积和面积也不能明显减小热阻了。对于双面散热的分立半导体器件，风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04℃/W。而热管散热器可达到0.01℃/W。在自然对流冷却条件下，热管散热器比实体散热器的性能可提高十倍以上。

优点热管散热器具有如下优点：

①热响应速度快，它转移热量的能力比相同尺寸和重量的铜管要大1000多倍;

②体积小和重量轻;

③散热效率高，可简化电子设备的散热设计，如变风冷为自冷;

④不需外加电源，工作时不需专门维护;

⑤具有很好的等温性，热平衡后，其蒸发段和冷却段的温度梯度相当小，可近似认 为是0;

⑥运行安全可靠，不污染环境。