第一节　热管的工作极限

热管的研究工作主要是研究换热量与温度的关系。在正常情况下，蒸发段与冷凝段之间的温度差不超过10℃，对于高温热管也不应超过20℃。如果试验时的温差超过10℃，则表示热管工作不正常，而大部分是因为制造质量不佳所引起的。在热管启动到正常工作之间有一个过渡过程。这个过渡过程的特点是冷凝段温度渐渐增高，一直达到稳定，但是热管启动到正常工作的过渡时间一般只需1min左右。

热管在正常工作时，其传送热量Q和温度有关，一般温度越高热管传送热量越大。

最大的热流是指无论加热段能够加进多大热量，冷却段就能输送出多少热量，这时热管内部从蒸发段传送到冷凝段的热量到了最大限度，故又称临界热量。热管传送的最大热量是根据实验确定的，即

Q=M1cp1Δt

式中　Q——从冷凝段测出的热管传送的热量，kW；

M1——冷流体的质量流量，kg/h；

cp1——冷流体的比定压热容，kJ/(kg·℃)；

Δt——冷流体的温升， ℃。

由于热管工作是靠流体力学平衡的，所以，凡是对于流体流动有限制的因素，也都成为热管工作限制的因素。这些限制归纳起来有如下一些。

① 黏性限——受黏性力限制。

② 音速限——有些高温热管启动时，蒸气速度可能达到音速。在这种情况下必须考虑压缩性的影响。音速条件是热管达到最大可能的传热能力的一个限制。

③ 携带限——热管热负荷升高时，蒸气流速加大，蒸气与回流液膜的摩擦也增大，这时，可能产生液态工质被蒸气流所携带的现象。这种现象妨碍了凝结液的正常回流，因而造成了一个传热极限。

④ 毛细限(吸液限)——毛细压差不足，不能克服管内流动阻力，造成了蒸发段烧干而受到限制。

⑤ 沸腾限——热管温度升高时，因产生沸腾造成热管工作停止或熔损破坏而受到的限制。

所有这些传热极限与热管工作温度的关系，如图3-1所示。

图3-1　热管的传热极限与工作温度的关系图
1—2黏性限；2—3音速限；3—4携带限；4—5毛细限；5—6沸腾限

下面依次说明各性能界限的极限。