文字｜热管的传热极限

热管的传热能力虽然很大，但也不可能无限制地增大热负荷。限制热管传热能力的因素主要包括：粘性极限、声速极限、毛细极限、携带极限以及沸腾极限。

参考文献：何晓峰,李淑兰,赵宝珠.热管的传热极限与热管尺寸的优化设计[J].河南科学,1997(04):47-52.

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1. 粘性极限

热管内的工作流体在受热蒸发后流向冷凝段，粘性力的作用会导致驱动真气流动的蒸气压力降低，当压力降低到零时，蒸气流速达到极限值，此时热管传热量也达到极大值，此时为热管的粘性极限。

2. 声速极限

热管蒸汽腔内的蒸汽流动与收敛-扩散喷管中的气体流动十分类似，在蒸发段开始，蒸发速度为零，沿蒸发段不断蒸发，蒸汽的质量流量不断增加，蒸汽不断被加速，在蒸发段出口处达到最大值，在蒸发段出口处，蒸汽达到声速，也就达到了临界状态，并出现了阻塞现象，此时即使进一步减小冷凝段与冷凝热阻，热流量也不再增加，热管达到了声速传热极限。

3、毛细极限

普通热管工质的循环是在热传递过程中毛细抽吸力，体积力和液、汽相流动损失平衡的结果。在正常工作范围内，毛细抽吸力能自行调节这种平衡以适应循环要求，但这种力量最大不能超过最大毛细压差，当有效毛细抽吸力不足以克服流动阻力时，管芯就不再能把足够的工质液体回输到蒸发段，于是蒸发段端部开始发生局部干涸，在此干涸之前的最大热负荷，就是受最大毛细抽吸力限制的最大传热量，为毛细传热极限。

4、携带极限

在热管内，蒸汽和回流液体运动方向是相反的，因此当蒸汽的流速足够高时，就可能把液体从吸液芯表面撕下来带回冷凝段，由于被携带的液体未回到蒸发段，因此起不到传递热量的作用，当携带量足够大时，返回蒸发段的液体无法满足蒸发需要，蒸发段出现干涸，传热量即达到了携带传热极限。

5、沸腾极限

热管中热量的传递是通过蒸发段管壁和充满工质液体的管芯进行的。如果热流量增大，那么与管壁接触的液体将逐渐过热，并在核化中心生成气泡，这将妨碍液体的循环蒸发进而影响热量的传递，因此热管蒸发段与管壁接触的液体生成气泡时的最大传热量称作沸腾传热极限。