[怀旧]听说你喜欢玩管子？热管的原理是什么？【MizuiroBOX】

第31期，今天带来的依然是旧文章的Refresh，这是一篇2019年2月4日的文章的改写，各位坐稳，我们发车！

几年前在贴吧看到这样一个“神帖”：某人买了一个侧吹的热管塔式散热器，然后因为散热器高度太高了，机箱侧盖盖不上，就把热管的露出头部分全给锯了，发现散热不理想（工质都没了还散个P热），然后淘宝给差评，店主给他解释，他还振振有词“懂电脑的人都知道锯开这个管没有影响”。

抱歉，鄙人见识短浅，不懂电脑。

只要你嘴够硬，尴尬的永远都是别人。

所以问题就来了，热管的原理究竟是什么呢？

其实热管的原理比较简单，一些同学在初中做物理习题的时候都学过，高大上一点说叫相变导热，通俗一点说就是“烧开水”。

首先了解一下热管的结构——热管由外壳（铜管或不锈钢管）、吸液芯和少量工质（水或酒精）组成，内部抽成接近真空。

热管导热的原理就是，在热管的一端（热源）加热，热管内部的工质气化，扩散至比较冷的一端后液化，放热，这样就把热量由热源传导至外部。然后，工质经过吸液芯因毛细作用或重力作用回流至热源，再次被加热气化，完成循环。

这里面有一个关键的部件，叫吸液芯，它可以是铜粉烧结而成的多孔结构（效果最好），也可以是沟槽（的鸣式）或铜网。不管是什么，目的都是利用毛细作用原理将工质运输回热源。

但是单靠毛细作用，工质的流动其实是比较困难的，所以最佳的情况下是靠重力来让工质回流，这也就是热管的最佳工作状态是热源在下、最差的工作状态是热源在上的原因。

由此看来，热管导热主要不是靠铜管的金属导热性来导热，而是靠工质的气化与液化的循环来导热，因此热管的导热效率才远远高于金属。所以，千万不要锯热管！

因为热管的高导热效率，它被广泛用于计算机领域，用于给高功耗的芯片散热，在手机上也曾经风行一时。同时一些比较大型的热管还可以用于工业的热传导，例如在青藏高原的冻土带上修建铁路时，为了防止冻土层融化下沉，就可以使用热管降温，以此保证地基稳固。

当然大家也听说过另一种东西，叫均热板，其实它的原理和热管非常相似，也是热源处加热气化工质，冷端工质液化放热，不过有所不同的是热管是管状的，作用是将热量传导到比较远的地方，纵向导热，而均热板则是让热量扩散到一个比较大的表面上，以方便将热量散失，横向导热。因为均热板是比较薄的铜片作为外部结构，所以比较脆弱一点，不像热管那样可以“管大管粗管能弯”，均热板不能裁剪，也尽量不可变形使用，否则也会损失工质，造成失效。

今天再来说说其他散热方式。

有人会说主动制冷散热，例如现在手机上常用的半导体制冷片散热，原理是珀耳帖效应。但是珀耳帖效应是有前提的，那就是电流的流动还是会产生焦耳热，这也就让散热器成为了额外的热源，而且这个热源的功率还不低，这在手机散热器这种小尺寸小型散热器上还可以勉强接受，但在电脑散热器上就不能别接受了，所以电脑上的半导体制冷片散热产品无一例外都失败了。

当然，还有更大胆的想法，那就是主动相变制冷，通俗点说就是“冰箱”，用压缩机推动工质流动，将冷量全部在冷头上释放。当然，理想很丰满，现实就是，这种散热不仅成本高昂，而且功耗高，最关键的是，它的控制明显不如风扇那么灵活且安全，非常容易结霜，然后霜融化了就是导电的水，对硬件非常危险。液氮散热也是一个原理，冰虽然导电性差，但是你搞不好冰就融化了。

流石雪菜

a.k.a. Sasuga Setsuna

Mizuiro-Aqua联合创始人、编辑

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