热管组件

自20世纪70年代以来,宝德(Boyd)公司的热工部门Aavid一直走在热管技术的最前沿,并持续推动着当今技术的发展。随着电子设备变得越来越小、功能越来越强大,热管技术在所有行业中变得越来越普遍。Aavid拥有独特的性能,可满足从大批量生产的消费电子产品到航空航天和国防领域的密集研发等各种行业需求。

Aavid自行生产热管并保持严格的质量标准,以确保延长使用寿命并提高可靠性。热管功能还包括环路热管和高温热管。Aavid已在各种材料系统和散热条件下进行了40多年的热管和环路热管寿命测试。材料系统和散热条件包括铜-水、铜-水烧结粉末、铜-甲醇、铝-氨、铬镍铁合金-钠、自然对流、强制对流和液体冷却。

Aavid在铜-水烧结功率热管系统上连续进行了超过300,000小时的持续寿命测试,开发出成熟的制造工艺,可确保产品的使用寿命和可靠性。



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热管尺寸



Aavid嵌入式热管和热管组件最常见热管直径为3mm、4mm、6mm、8mm和9.5mm。不过,Aavid制造的商用热管尺寸最高可达15.88mm并提供定制尺寸。一般长度范围为76mm到457mm(3in - 18in)。

对于需要远距离热传输的应用,环路热管的热量传递范围为50mm到1000mm以上。通过分离蒸汽和液体路径,Aavid可以设计和生产环路热管组件(LHP),即使在高重力环境下也能保证可靠的操作,将热量传递至75英尺远。Aavid开发并制造了采用不同设计的LHP,范围从可以传递超过2000W的高功率、大尺寸LHP到传递不到100W的微型LHP,这些LHP已经成功应用于各种航空航天和地面应用。



材料和工作流体



尽管铜和水是最常用的材料和工作流体组合,但Aavid在处理各种材料和流体方面都拥有丰富的经验,可满足更严格的温度和应用要求。目前,Aavid使用超过27种工作流体来设计、开发和制造热管。

能否选中合适的流体取决于环境条件,因为热管仅在工作流体温度高于其凝固点时起作用。当温度高于工作流体的蒸汽冷凝点时,蒸汽不会冷凝回液相。如果工作流体冻结且无法循环,则组件将无法传递热量或冷却敏感设备。

需根据应用的工作温度范围选择工作流体。Aavid设计和开发了适合各种工作温度范围的热管和环路热管,同时满足低于-250°C的低温应用和高于2000°C的高温应用的需求。水是最常用的工作流体,因为它具有良好的散热性能和5°C至250°C的工作温度范围。  

 

管芯



Aavid能够处理任何管芯结构,但着重研究四种商用热管管芯结构。这些热管管芯结构包括:内部带槽的热管壁、金属丝网或筛网、烧结粉末金属以及纤维或弹簧结构。标准Aavid热管包含烧结铜芯,但Aavid拥有丰富的经验,能够应用其他替代管芯结构以实现应用优化。

不同的管芯具有不同的毛细极限,这决定了工作流体从冷凝器到蒸发器的毛细泵送速率。管芯选择与重力方向的结合会对热管性能产生很大影响。例如,凹槽管芯具有最低的毛细极限,但在蒸发器位于冷凝器下方的重力辅助条件下具有最佳工作性能。环路热管对方向不太敏感,主要依靠蒸发器中的高毛细泵送芯来提高性能。



形状



通过专门的弯曲方法,Aavid可以实现容差极小的弯曲半径,从而完成复杂的成型。更复杂的热管形状会减少热管可运送的最大热量,但Aavid工程师可以在设计阶段妥善处理这一权衡。对于特定行业和应用,例如晶体生长和气相沉积,Aavid还提供专门的环形热管。



热管套件




为了利用热管进行实验和学习,Aavid开发了热管演示套件。这些套件旨在使工程师能够设计和构建他们自己的热管解决方案,这样便可在实验室中进行样品设计或只是了解它们的工作原理。较小的探索套件最适合小组和学生,而较大的探索套件则最适合在实验室中使用或用于多个原型。

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