热管理常见问题

获取关于热管、散热技术以及热管理的常见问题解答。

热管

   • 什么是热管?

   • 热管如何工作?

   • 热管的用途是什么?

   • 常用热管的导热系数是多少?

   • 热管可以使用什么材料制造?

   • 热管的主要导热限制是什么?

   • 热管是否可靠?

   • 热管贵吗?

   • 热管是否能抵抗重力作用?

   • 热管中使用什么液体?

   • 水热管在100° C以下运行状况如何?

   • 热管会结冰吗?



换热器

   • 你们能提供什么换热器报警功能?如何提供?

   • Aavid HXi®系列的核心元件是如何密封的?

   • 能否对HX®翅片进行喷涂以保护环境?

   • HX®、HXi®和HXc®技术有何不同?

   • 你们是否提供定制设计?

   • 你们可否提供电脑生成模型,演示你们的换热器将如何在我的应用中运行?

   • 我们为什么要买Aavid换热器?



什么是热管?
热管是导热系数非常高的导热设备。热管是抽空容器,通常横截面为圆形,其中回填少量的工作流体。它们是完全被动系统,没有活动部件,通过最小温度梯度将热量从热源传导至散热器或等温表面。

热管如何工作?
通过工作流体蒸发和冷凝。由于热量是蒸发器的输入源,液体蒸发,在管道中形成压力梯度。这个压力梯度迫使蒸汽沿着管道流到更冷的部分进行冷凝,释放出蒸发潜热。工作流体然后通过多孔芯结构中的毛细力或重力返回到蒸发器。

热管的用途是什么?
热管广泛用于各种应用——只要热量必须以最小热梯度进行传导,无论是为了增加散热器尺寸、将散热器重新安置到一个远程地点,还是需要等温表面的情况,均可使用。常见的应用包括电脑处理器冷却、等温炉内衬以及航空航天热传导。

常用热管的导热系数是多少?
跟实心材料不同,热管没有设定的导热系数,因为它们具备两相热传导。它们的导热系数效率随着长度而改善。均负载100W的12英寸和4英寸热管热梯度几乎一样,因此,12英寸管子的导热系数更高。与实心材料不同,热管的有效导热系数随着导热功率及蒸发器和冷凝器的大小而变化。根据热管长度,有效的导热系数范围可能是10至10,是铜导热系数的000倍(4,000 W/meter·K至 4,000,0000 W/meter·K)。

热管可以使用什么材料制造?
工作流体兼容性确定选择哪种热管壁或壳体材料。热管工作流体基于应用运行温度范围进行选择。选择工作流体后,热管壁或壳体材料基于其与工作流体的化学兼容性进行选择,以防止流体和热管壁或壳体之间产生腐蚀或化学反应。工作流体和热管内管壁材料之间的化学兼容性问题可能发生化学反应,产生不冷凝的气体。热管内不冷凝气体可能导致运行故障。

热管的主要导热限制是什么?
基础热管的四个热传导限制是:

毛细限:孔芯结构将工作流体从热传冷凝器传输至蒸发器的最大毛细泵送压力。必须克服热管内的三个基本压降,即蒸发压降、液体压降及重力/体积力压降。

沸腾限:当超过最大径向热通量(W/cm2)时,工作流体蒸发率超过来自热管冷凝器部分的液体冷凝率,此时沸腾限出现。达到沸腾限时,液态工作流体无法吸收热量,热管进入干涸状态而停止运行。

音速限:工作流体蒸汽从热管蒸发器到冷凝器的最大流速。当蒸汽流速超过音速时,扼流出现而热管停止等温运行。

携带极限:当蒸汽从蒸发器流向热管冷凝器部分时,其剪切应力在蒸汽-孔芯界面导致液体被携带进冷凝器部分,此时出现携带极限。超过携带极限可能阻止工作流体从冷凝器部分返回到蒸发器部分,热管从而停止工作。

热管是否可靠?
是的,主要由于它们没有活动部件。它们是不可知性维修的应用(如航空航天)的理想部件。热管故障的主要原因是热管内部气体生成,但这种情况完全可以通过适当的清洁和组装程序得以避免。Aavid是世界上唯一一个可以宣称40多年热管可靠性和寿命测试数据的热管制造商。

热管贵吗?
与传统(且更低效)的热传导方法相比,例如铝挤出及铸件散热器,热管初始成本可能更高。因此对于通过简单导热散热器即可实现冷却的应用,我们不建议采用热管。但是,对于要求更高的应用,热管的总体成本相比其他选择是具有竞争力的。初始成本通过系统可靠性改善和电子设备在更低的温度条件下运行而增加的使用寿命而得到部分抵销。如果大量订购,热管成本大幅降低,常常使其成为应用冷却最经济的解决方案。

热管是否能抵抗重力作用?
是的,蒸发器位于冷凝器上方时会出现这种情况。这些应用中,工作流体必须通过泵压对抗重力作用而回到蒸发器。孔芯结构为工作流体提供泵压穿过多孔芯结构中形成的毛细压力,这种情况会发生。孔芯结构的孔径越小,热管运行面料的重力阻力越大。(纳米级孔芯可供选择)

不是所有类型的被动热传导都能够抵抗重力运行。热虹吸管与热管类似,但没有孔芯结构且仅在重力辅助下运行。

热管中使用什么液体?
热管工作流体范围广泛,从低温热管应用所用的氦气和氮气,到用于高温散热的液体金属,如钠和钾。用于电子设备冷却运行的一些更常见的热管流体有氨水、水、丙酮及甲醇。Aavid在热管制作方面经验丰富,将所有这些流体用于低温和高温(>1,000 °C)应用。

水热管在100° C以下运行状况如何?
常压下,水的沸点<100° C,但在热管内,水不是处于常压条件下。热管内部的压力是流体在相应流体温度条件下的饱和压力。热管中的流体可以在高于其冰点的任何温度条件下沸腾。因此,室温条件下(20° C)的水热管为部分真空,只要有热量输入,热管内就会沸腾。

热管会结冰吗?
是的,热管工作流体(包括水)维持其正常冰点。热管在温度上升至流体冰点温度以上前不会运行。但是,设计良好的热管不会由于工作流体结冰或融冰而损坏。Aavid已经成功设计、开发并制造了耐结冰热管,至今已有20多年经过验证的实际应用经验。

你们能提供什么换热器报警功能?如何提供?
温度控制、速度控制及风扇故障警报均可集成到每一个换热器上。这些功能可通过安装固态控制板及/或集成该功能到风扇上面而得以实现。

如何密封Aavid HXi®换热器系列的核心元件?
Aavid使用RTV密封剂为内核心盒及核心法兰组件提供粘合垫圈。每个内核心盒和核心法兰组件都将接受真空测试,以模拟NEMA4条件。

能否对HX®翅片进行喷涂以保护环境?
是的,常用涂层为六价铬或符合RoHS标准的铬光泽覆膜。赫尔斯特酚醛塑料或电镀涂层可用于换热器,为设备提供环境保护(最小量适用)。

HX®、HXi®和HXc®技术有何不同?
每种技术都有其大小、效率、适应定制和功率能力方面的优势。使得Aavid能够通过评审应用,推荐最佳解决方案。

你们是否提供定制设计?
Aavid利用广泛的科技交付完全优化的定制解决方案以及标准产品选项。

你们可否提供电脑生成模型,演示你们的换热器将如何在我的应用中运行?
是的,Aavid可以利用CFD(计算流体动力学)程序,例如Aavid智能CFD,模拟外壳内换热器的性能。

我们为什么要买Aavid换热器
理解完整热回路对于产品的成功很关键。Aavid有能力设计和制造部件、控制板及系统层面的热管理解决方案。








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