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热管又称“热超导管”,首先由美国俄亥俄州通用发动机公司的R. S. Gaugler于1944年在美国专利(No. 2350348)中提出,1965年Cotter首次提出了较完整的热管理论,奠定了热管研究的理论基础,也成为热管性能分析和热管设计的依据。典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成。液体工质在蒸发段被热流加热蒸发,其蒸气经过绝热段流向冷凝段,在冷凝段蒸汽被管外冷流体冷却放出潜热,凝结为液体,积聚在散热段吸液芯中的凝结液借助吸液芯的毛细力作用,返回到蒸发段再吸热蒸发。
热管工作时具有以下特征:
1.轴向传热量大;
2.轴向和径向的温度梯度都很小;
3.轴向导热量和对流相比可略去不计。
热管是通过相变潜热来传递热量,其导热性能很高。由于热管技术具有极高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向可逆性、恒温性、环境的适应性等优良特点,可以满足电子设备对散热装置紧凑、可靠控制灵活、高散热效率、不需要维修的要求。热管技术在航空航天及核工业等领域起着重要作用。2100433B
用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积利用导热管技术,将热量由LED芯片导到外壳散热鳍片。在大型灯具,如路灯等是常见的设计。利用液态球泡封装技术,将导热率较高的透明液体填充到灯体球泡内。这是除了反...
1、绝缘:影响发热管绝缘的主要是电热管的封口工艺。一般能做到1000兆欧以上。 2、泄漏电流:主要与发热管使用时的温度、发热管的使用电压、发热管的发热长度等有关。对于高温电热管的一个重要考核指标。 ...
热管作为高效传热元件,因优越的传热性能和技术特性,在工程中的应用日益普及,不仅在余热回收、节能方面取得了显著地效果,而且在传统的传热传质设备更新改造及电子元器件冷却等方面显示出强大的生命力。作为应用于...
详解各种LED散热技术洞悉LED灯具散热策略(图)
详解各种 LED 散热技术 洞悉 LED 灯具散热策略 (图 ) 导读 : 伴随着高功率 LED 技术迭有进展, LED 尺寸逐渐缩小,热量集中在小尺寸芯片内, 且热密度更高,致使 LED 面临日益严苛的热管理考验。 光二极管 (LED )具备轻薄、省电、环保、点亮反应快、长寿命等特点,加上在成本续 降之下,光输出与 功率仍不断提升,促使 LED 照明的市场接受度与日俱增,从交通号志 指示灯至大尺寸背光源, 进展到各种照明用途如车头灯、 室内外照明灯具等。 现阶段 LED 发光效率已突破每瓦 100 流明,足以取代耗电的白炽灯、卤素灯,甚至是荧光灯与高压 气体放电灯。 伴随着高功率 LED 技术迭有进展, LED 尺寸逐渐缩小, 热量集中在小尺寸芯片内, 且热密度更高,致使 LED 面临日益严苛的热管理考验。为降低 LED 热阻,其散热必须 由芯片层级 (Chip Level) 、封装层
嵌入式大功率LED的散热技术研究进展
发光二极管(light-emitting diode,LED)是公认的新一代光源,具有长寿命、节能环保、高可靠性的优点。但LED在工作过程中会产生大量的热量,如果无法有效散发出去将严重影响其性能。尤其对于当前研究热点的嵌入式大功率LED灯具,散热问题更加严峻,已成为制约该领域研究的瓶颈之一。目前常用的散热方式分为被动散热和主动散热两种,本文将对这两种散热方式的研究进行简介,希望对人们了解该领域的研究有所帮助。
LED路灯散热技术,一般使用多为导热板方式,是一片5mm厚的铜板,实际上算是均温板,把热源均温掉;也有加装散热片来散热,但是重量太大。重量在路灯系统上十分重要,因为路灯高有9米,若太重危险性就增加,尤其遇到台风、地震都可能产生意外.国内有厂家采用全球首创的针状散热技术,针状散热器的散热效率要比传统片状散热器有很大幅度提高,能使LED结温比普通散热器低15℃以上,并且防水性能比普通铝型材散热器要好,同时在重量和体积上也有所改进。
利用封闭在管内的特定工质反复进行物理相变或化学反应来传递热量的一种导热性极好的传热器件 。中温热管换热器内中温段热管一般选萘或N-甲基吡咯烷酮为其管内工质 。
依工作温度范围的不同,热管可以分成深冷、低温、中温和高温等几种:
(1) 深冷热管: 工作温度范围为0~200K,工作介质可用纯化学元素物质,如氦、氩、氮、氧等,或化合物,如乙烷、氟利昂等。
(2) 低温热管: 工作温度范围为200~550K,工作介质可用氟利昂、氨、酒精、丙酮、水及有机物。
(3) 中温热管: 工作温度范围为550~750K,工作介质有导热姆、萘、水银等。
(4) 高温热管: 工作温度在750K以上,工作介质为钾、钠、锂、铅、银等液态金属 。
影响热管寿命的因素很多,但主要是热管的不相容性。造成热管不相容的主要形式有以下三个方面:产生不凝性气体;工作液体性质恶化;管套材料的腐蚀、溶解。通过合理选择热管的管材、工作液体、吸液芯结构等可使热管长期有效地服役于其工作温度范围,从而提高其使用寿命 。
由于热管是通过工作介质的相变吸热和放热来传递热量,并可在管中充少量惰性气体,通过压力变化以调节冷凝段的传热面积,因此热管具有以下特性;①高的传热能力;②高的等温性;③具有变换热流密度的能力;④具有恒温特性 (可控热管) 。
贴近管内 壁处装有由多孔材料构成的毛细结构,称为“吸液芯”,管中则充入少量液态工质(如水、普通制冷剂、液态金属钠、锂等)。当其一端受热而另一端被冷却时,液态工质便在蒸发段中蒸发,产生的蒸汽经绝热段流向另一端后,被冷凝成液体同时放出汽化潜热,而凝结液通常可借毛 细作用重新渗回加热端。如此循环不已,从而将热量不断地从加热端传至冷却端。热管两端都发生物质的相变,相应的对流换热热阻均甚小,故在同样大小温度差下所传递 的热量可比相同尺寸的铜棒大数十 至数千倍。热管不仅构造简单、重 量轻、无噪音、可变换热流密度、充入适量惰性气体后可自动控制温度,而且管内不同截面上的温度相差不大,有良好的等温性,因而具有多方面的用途 。
热管原理最早由美国人R.S.高格勒 (RichardSlechrist Gaugler) 于1942年提出。1964年美国科学家G.M.格罗弗 (George Maurice Grover)等独立地提出并制造了类似的元件,取名为“热管”,并首先用于航天飞行器。70年代为了将热管技术用于地面工业,发展了不用毛细多孔材料而利用重力使液体从冷凝端流回蒸发端,从而简化了结构,降低了成本。热管中的毛细多孔材料除去,将蒸发段置于冷凝段的下方即成重力热管或称闭式两相热虹吸管 。热管的概念是本世纪40年代提出的,60年代初制成了第1个实用热管。由于它显示出极高的导热特性引起了普遍地重视,热管问世不久便在电子、宇航等领域被用来冷却电子元件、电机转子等发热元器件,并在回收余热、预热空气、贮存能量和给水等节能领域得到广泛应用。目前,热管的理论日臻完善;它在许多方面的实际应用表明,热管技术是很有发展前途的 。
我国70年代初开始制造热管,并收到了较好的节能效果。随着科学技术的不断发展,这种高效传热的设备、器件必定在许多工艺过程中得到更广泛的应用 。
随着半导体产业的发展,做为21世纪最具发展前景的新型绿色光源,LED照明逐渐渗透到各行各业中。LED照明与传统照明技术有着较大的差别,目前LED光效不到30%,灯具外壳散热技术成为LED照明的关键技术之一。