熱導管

熱導管，或稱熱管，是一種具有快速均溫特性的特殊材料，其中空的金屬管體，使其具有質輕的特點，而其快速均溫的特性，則使其具有優異的熱傳導性能；熱管的運用範圍相當廣泛，最早期運用於航天領域，現早已普及運用於各式熱交換器、冷卻器、天然地熱引用等，擔任起快速熱傳導的角色，更是現今電子產品散熱裝置中最普遍高效的導熱元件。

250px|thumb|毛細式熱導管內機構與作動示意圖

工作原理
熱導管基本上是一內含作動流體之封閉腔體，藉由腔體內作動流體持續循環的液汽二相變化，及汽&液流體於吸熱端及放熱端間汽往液返的對流，使腔體表面呈現快速均溫的特性而達到傳熱的目的；

其作動機制為，液相作動流體於吸熱端蒸發成汽相，此一瞬間在腔體內產生局部高壓，驅使汽相作動流體高速流向放熱端，汽相作動流體於放熱端凝結成液相後，藉由重力/毛細力/離心力…迴流至吸熱端，循環作動。由此可知，熱導管作動時，氣流係由氣壓壓力差驅動，液流則須依使用時之作動狀態，採用或設計適合的迴流驅動力。

熱導管理想作動時，作動流體處於液&汽兩相共存的狀態，兩相無溫差，亦即整個腔體內均處於均溫狀態，此時雖然有熱能進出此一腔體系統，但吸熱端與放熱端卻是等溫，形成等溫熱傳的熱超導現象。

管體結構
熱導管須藉由管體結構形成封閉腔體，管體既須具有承受內外壓差的結構功能，亦是熱傳入與傳出腔體的介質材料，因此除演示用熱導管，會以玻璃材質以展示其內部作動現象外，其它實用熱導管之管體材料均為金屬。另有重力熱管，它僅由管殼和工作介質兩部分組成。由於重力熱管結構簡單，因而是餘熱回收中應用的主要型式重力熱管 

運用於電子散熱業界的小型熱導管，其管體材質大多為銅，亦有因重量考量而採用鋁管或鈦管。

不凝結氣體
熱導管中若存在作動流體以外的雜質氣體（如空氣），因這些雜質氣體並不參與蒸發-冷凝循環，而被稱做不凝結氣體，不凝結氣體除了會造成啟動溫度升高外，在熱導管作動時，會被汽相作動流體壓縮至冷凝端，而佔據一定的腔體空間，造成應該均溫的管體，在有效作動段與不凝結氣體段有一顯著溫差，而嚴重影響其導熱效能；這些不凝結氣體可能來自於：
熱導管製程中抽真空不完全
管體隙縫空氣洩入
腔體不潔，與作動流體或管壁反應產生

分類
熱導管有不同分類方式，通常有：
依液相迴流方式：熱虹吸式、毛細式…
依工作溫度：
工作溫度主要的作動流體 極低溫（-273~-70℃）  氦、氬、氪、氮、甲烷 低溫（-70~200℃）  氟利昂、氨、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷、水 中溫（200~500℃）  萘、Dowtherm、thermex、硫、水銀 高溫（500~1000℃）  銫、銣、鉀、鈉 極高溫（>1000℃）  鋰、鈣、鉛、銦、銀

優點
熱導管換熱器與常規的換熱器相比，熱管換熱器具有以下優點熱管在節能中的應用及極限 ：

 傳熱效率高，用於熱回收時的回收率高
 傳熱量大，在較小溫差下傳送較多的熱量
 體積小、重量輕、結構緊湊
 冷、熱流體相互隔絕，相互間無洩漏
 能防止和減輕低溫腐蝕
 適用溫度範圍廣
 熱流密度可調
 熱源不受限制
 工質循環無功率消耗
 可提高壁溫，減輕低溫腐蝕

參考資料

Yunus A. Cengel，Heat Transfer:A Pratical Approach，NewYork：McGraw-Hill
依日光編著，熱管技術理論實務，台南市-復漢.2000
Amir Faghri, Heat Pipe Science and Technology, Taylor and Francis 1995 
热管原理热管构造热管制作

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外部連結

熱管的工作原理及其在電腦工業的應用 

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