裝配式單層廠房

[拼音]：reguan

[英文]：heat pipe

在航天器熱控制中應用的一種有效的傳熱元件。它具有極高熱導效果，一般由管殼、管芯和工質（工作介質）組成。1942年美國R.S.高勒提出了熱管的概念。1963年美國G.M.格羅弗發明熱管，此後熱管的研究和應用得到迅速發展。1967年美國第一次把一根水-不鏽鋼熱管裝在衛星上，進行了空間飛行試驗，次年首次應用於“測地衛星”(GEOS-B)。從此熱管在航天器熱控制中的應用日益廣泛。中國在1976年12月發射的返回型人造衛星上首次應用了熱管。

基本工作原理

熱管沿縱向分成蒸發段和冷凝段，根據需要也可在中間加一絕熱段。熱管的橫斷面由管殼、管芯及蒸氣腔組成。抽盡管內空氣並注入一定量的工質，再將管殼密封。管芯為多孔毛細結構，孔道內充滿液態工質。蒸氣腔內容納工質的飽和蒸氣。工作時，外部熱量自蒸發段傳入，使蒸發段管芯內的工質吸熱蒸發變成蒸氣而流向冷凝段，並在冷凝段管芯表面凝結，釋放出氣化潛熱，傳出管外。在冷凝段凝結下來的液體工質，因管芯內的毛細壓差重新流回蒸發段。如此繼續迴圈，不斷將熱量自熱管的一端傳到另一端。熱管利用蒸發-凝結過程傳遞熱量，兩端溫差很小，所以熱管具有非常高的有效熱導，它的傳熱能力相當於同等截面銅棒的數百倍。熱管的熱阻很低，可獲得極好的等溫性。航天器熱控制用的熱管，多采用鋁製管殼，以氨為工質，一般工作溫度範圍為-50～+50°C。除上述標準熱管外，一種具有自動調節傳熱能力的可變熱導熱管在航天器上也得到較多的應用。

可變熱導熱管是一種充氣熱管，它比普通熱管多一個貯存不凝惰性氣體的貯氣室。非工作狀態時，惰性氣體與工質蒸氣相混合；熱管工作時，工質蒸氣與惰性氣體一起流向冷凝段，蒸氣凝結後迴流到蒸發段，惰性氣體則留在冷凝段形成一氣塞。惰性氣體與工質蒸氣的分介面處於冷凝段某一位置。當熱輸入增加時，管內工質蒸汽的溫度上升，工質的飽和蒸氣壓力迅速增大，壓縮氣塞，使有效冷凝段的面積增大，排散更多的熱量。當熱輸入量減少時，情況相反。

熱管應用

熱管在航天器上用於兩個方面：

（1）使航天器結構或內部裝置等溫化：利用熱管使航天器外部結構各部分減少溫差，實現部分等溫化，藉以改善太陽電池的工作溫度條件，提高輸出功率。實現儀器艙結構和內部儀器的溫度均勻化，改善工作溫度條件。

（2）解決航天器所載電子裝置、元器件的散熱問題：應用熱管可以把熱量分佈到較大的散熱面（輻射板）上，變成低熱流密度的熱量向外排散。這種把可變熱導熱管和輻射板組合在一起的裝置稱為可變熱導熱管輻射器。一些通訊衛星使用可變熱導熱管輻射器解決了行波管的散熱和溫度控制問題。此外，這類熱管在航天器空間致冷技術中也得到了應用。

參考書目

鄧恩、雷伊著，周海雲譯：《熱管》，國防工業出版社，北京，1982。（P.D.Dunn，D.A.Reay，Heat Pipes，Pergamon Press，Oxford，1978.）