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熱管的零部件及加工

2023.08.30

熱管的主要零部件為管殼、端蓋(封頭)、吸液芯、腰板(連接密封件)四部分。不同類型的熱管對(duì)這些零部件有不同的要求。

管殼

熱管的管殼大多為金屬無縫鋼管,根據(jù)不同需要可以采用不同材料,如銅、鋁、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。管子可以是標(biāo)準(zhǔn)圓形,也可以是異型的,如橢圓形、正方形、矩形、扁平形、波紋管等。管徑可以從2mm到200mm,甚至更大。長度可以從幾毫米到l00米以上。低溫?zé)峁軗Q熱器的管材在國外大多采用銅、鋁作為原料。采用有色金屬作管材主要是為了滿足與工作液體相容性的要求。

端蓋

熱管的端蓋具有多種結(jié)構(gòu)形式,它與熱管舶連接方式也因結(jié)構(gòu)形式而異。端蓋外圓尺寸可稍小于管殼內(nèi)徑,配合后,管殼的突出部分可作為氬弧焊的熔焊部分,不必再填焊條,焊口光滑平整質(zhì)量容易保證。旋壓封頭是國內(nèi)外常采用的一種形式,旋壓封頭是在旋壓機(jī)上直接旋壓而成,這種端蓋形式外型美觀,強(qiáng)度好、省材省工,是一種良好的端蓋形式。

管芯

1、一個(gè)性能優(yōu)良的管芯應(yīng)具有:

⑴足夠大的毛細(xì)抽吸壓力,或較小的管芯有效孔徑;

⑵較小的液體流動(dòng)阻力,即有較高的滲透率;

⑶良好的傳熱特性,即有小的徑向熱阻;

⑷良好的工藝重復(fù)性及可靠性,制造簡單,價(jià)格便宜。

2、管芯的構(gòu)造型式大致可分為以下幾類:

⑴緊貼管壁的單層及多層網(wǎng)芯

多層網(wǎng)的網(wǎng)層之間應(yīng)盡量緊貼,網(wǎng)與管壁之間亦應(yīng)貼合良好,網(wǎng)層數(shù)有l(wèi)至4層或更多,各層網(wǎng)的目數(shù)可相同或不同.若網(wǎng)層多,則液體流通截面大,阻力小,但徑向熱阻大;用細(xì)網(wǎng)時(shí)毛細(xì)抽吸力大但流動(dòng)阻力亦增加.如在近壁因數(shù)層用粗孔網(wǎng),表面一層用細(xì)孔網(wǎng),這樣可由表面細(xì)孔網(wǎng)提供較大的毛細(xì)抽吸壓力,通道內(nèi)的粗孔網(wǎng)使流動(dòng)阻力較小,但并不能改善徑向熱膽大的缺點(diǎn).網(wǎng)芯式結(jié)構(gòu)的管芯可得到較高的毛細(xì)力和較告的毛細(xì)提升高度,但因滲透率較低,液體回流阻力較大,熱管的軸向傳熱能力受到限制.此外其徑向熱阻較大,工藝重復(fù)性差又不能適應(yīng)管道彎曲的情況,故在細(xì)長熱管中逐漸由其它管芯取代。

⑵燒結(jié)粉末管芯

由一定目數(shù)的金屬粉末燒結(jié)在管內(nèi)壁面而形成與管壁一體的燒結(jié)粉末管芯,也有用金屬絲網(wǎng)燒結(jié)在管內(nèi)壁面上的管芯.此種管芯有較高的毛細(xì)抽吸力,并較大地改善了徑向熱阻,克服了網(wǎng)芯工藝重復(fù)性差的缺點(diǎn),但因其滲透率較差,故軸向傳熱能力仍較軸向槽道管芯及干道式管芯的小。

⑶軸向槽道式管芯

在管殼內(nèi)壁開軸向細(xì)槽以提供毛細(xì)壓頭及液體回流通道,槽的截面形狀可為矩形,梯形,圓形及變截面槽道,槽道式管芯雖然毛細(xì)壓頭較小,但液體流動(dòng)阻力甚小,因此可達(dá)到較高的軸向傳熱能力,徑向熱阻較小,工藝重復(fù)性良好,可獲得精確幼兒何參數(shù),因而可較正確地計(jì)算毛細(xì)限,此種管子彎曲后性能基本不變。由于其抗重力工作能力極差,不適于傾斜(熱端在上)工作。但對(duì)于空間的零重力條件則是非常適用的,因此廣泛用于空間飛行器。

⑷組合管芯

一般管芯往往不能同時(shí)兼顧毛細(xì)抽吸力及滲透率,為了有高的毛細(xì)抽吸力,就要選用更細(xì)的網(wǎng)成金屬粉末,但它仍的滲透率較差。組合多層網(wǎng)雖然在這方面有所提高,可是其徑向熱阻大。組合管芯能兼顧毛細(xì)力和滲透率,從而能獲得高的軸向傳熱能力,而且大多數(shù)管芯的徑向熱阻甚小。它基本上把管芯分成兩部分,一部分起毛細(xì)抽吸作用,另一部分起液體回流通道作用。