深入浅出话热管散热器和励磁热管功率柜(整理励磁专家陈小明资料).docx

目录目录I第一章深入浅出话热管散热器1一、从高压锅话热管1二、热管原理2三、热管的基本特性4四、热管种类4五、热管散热器5六、热管的应用7第二章励磁热管功率柜9一、励磁功率柜简述9二、早期励磁热管功率柜简述12三、葛洲坝电厂励磁热管功率柜简述13三、对葛洲坝电厂两种热管功率柜的认识17四、对新一代励磁热管功率柜展望18第一章深入浅出话热管散热器一、从高压锅话热管生活常识告诉我们，假如高压锅里面没有水，下面马上烧红而上面并不烫手，可见没有水的高压锅热传导很慢。如果高压锅放入少量的水，下面不会烧红，水一沸腾上面就很烫手，热传导很快。究其原因，是因为沸腾的水在这个过程中快速传递热量。从理论上来说，沸腾的水在高压锅里发生了相变过程：水加热沸腾，由水变为蒸汽，吸收锅底大量热量；蒸汽迅速上升，接触到温度稍微低一点的锅面，蒸汽冷凝成水释放大量热量，并在重力的作用下回流到锅里面。我们知道物质有三种状态：固态、液态和气态，对应这三种状态存在三种相：固相、液相、气相。所谓相那就是当物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。当物体由一种相态（固态、液态或气态）至另一种相态的转变，其间物理特性和分子结构发生了明显变化。当液相变为气相，吸收大量热量；当气相变为液相，释放大量热量。没有水的高压锅没有相变，热传导仅仅是金属的热传导，锅底锅盖上下温差大，传热响应慢，等温性差。有水的高压锅除了原来金属的热传导方式外，还增加了一种水沸腾相变传导热量方式，水变为汽，汽变成水，前者吸收锅底大量热量，后者将大量热量释放到锅盖。这种相变热传导方式，就是热管传导方式，使得高压锅上下温差小，传热响应快，等温性好。由此可见，热管就是一个在密封的金属体放入少量液态工质，一旦液态加热沸腾，发生气态相变，迅速传导热量。有水的高压锅就相当于一个热管，并且还是一个重力热管，因为水大部分是靠重力回流到锅底的。这种相当于热管的东西，在生活中很多，其原理简化为下图，A是液体，B是汽化过程，液体沸腾，C是气体在冷端释放热量，D是气体又变成液体并且在重力作用下回流到液体之中。?热管原理热管是一种传热性极好的人工器件，常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管，内部有少量工作介质（液体）和毛细结构，管内的空气及其他杂物必须排除在外。也就是说，典型热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发段（简称热端），另外一端为冷凝段（简称冷端），当热管蒸发段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用或重力回流到蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。热传递有三种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。详细热管原理，热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程。热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－－汽）分界面；??液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发；蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；蒸汽在冷凝段内的汽－－液分界面上凝结；热量从（汽－－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。热管工作时利用了三种物理学原理。在真空状态下，液体的沸点降低；?同种物质的汽化潜热比显热高的多；?多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。热管的基本特性热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，具有以下基本特性。很高的导热性热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。当然，高导热性也是相对而言的，温差总是存在的，可能违反热力学第二定律，并且热管的传热能力受到各种因素的限制，存在着一些传热极限；热管的轴向导热性很强，径向并无太大的改善（径向热管除外）。优良的等温性热管内腔的蒸汽处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而热管具有优良的等温性。热流密度可变性热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样即可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。热流方向可逆性一根水平放置的有芯热管，由于其内部循环动