一、热管结构及工作原理
热管由管壳、吸液芯和适量工质所构成。管壳一般由有一定力学强度和传热系数较高的金属管制成。吸液芯按其结构分主要有沟槽芯、烧结金属芯和卷绕丝网芯三种，其工作机理是工质液体与吸液芯之间产生的表面张力必须大到能克服管内压降，并维持工质液体循环。
管壳中心空而通畅，形成蒸汽通道。工质的种类主要由工质本身的物理性能和热管工作温度范围所决定。热管的结构如下图所示，可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。当蒸发段受热时，工质液体温度上升，工质液体蒸发汽化，热量以潜热的方式传递给蒸气。蒸发段的蒸汽压力为Pl，冷凝段的蒸汽压力为P2．蒸发段与冷凝段蒸汽间形成一个△P的压差，在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道由高温高压的蒸发段流向低温低压的冷凝段，并在冷凝段凝结为液体，放出汽化潜热，通过热管壁传出热量。
冷凝段的冷凝液体通过具有毛细力的吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。如此往复，不断地将热量从蒸发段传递至冷凝段。
与铝、铜等金属导热材料相比，热管的导热能力极强，其导热率是10000~100000 W/mk。相较而言，铝合金导热率大概在180W/mK。
二、热管的等效导热率
工程上，热管通常用等效导热系数简化：热管轴向等效导热系数：10000-100000 W/m·K（铜热管）径向导热系数：按管壁材料实际值（铜约 400 W/m·K）这样简化，热管变成一个各向异性的固体，计算量大大减少。
热管轴向的等效导热系数可通过Celsia公司的一个计算工具获得，
Heat Pipe Calculator for Thermal Performance | Celsia。打开会有些慢，需要稍等。
点击Calculate后，查看结果，可知，该热管的等效热导率为19155W/Mk，从该结果图中还可以看出，热管安装角度对等效热导率影响极大，最大传输功率在0°/90°时相差将近1倍。
三、热管仿真过程
热管的仿真如第二节所言，采用各向异性的材料。新建材料“热管”，属性如下，将传导类型设置“正交各向异性”，径向19155、轴向400。
然后，就将热管的面与散热器面重合，将热管的一部分（可以认为是蒸发段）放在IGBT一下。
计算结果表明：未配置热管时，迎风侧散热器区域温度偏低，但整体散热效能有限；加装热管后，散热器本体温度分布更均匀，散热器的有效利用率显著提升。
转载自 CSDN-专业IT技术社区
原文链接：https://blog.csdn.net/liyangchun_2/article/details/170241546
