在对集成到散热器组件中的两相设备执行 Excel 或 CFD 建模时，了解热管热导率非常重要。理论上，热管的热导率可以在 4,000 到 100,000 W/mK 之间。实际上，电子冷却应用的范围更像是 1,500 到 50,000 W/mK。与实心铜 (390 W/mK) 或实心铝 (200 W/mK) 的热导率相比，这仍然是一个巨大的改进。这种差异使热管成为当今许多高性能散热器不可或缺的组件。工程师需要确认每种应用的热导率，因为与固体金属不同，热管的热导率随长度（保持恒定的热源功率和尺寸以及散热器（蒸发器）长度）而变化。

图 1：作为长度函数的热管有效导热率

图 1 说明了长度对热管热导率的影响。在此示例中，使用三个热管来传输来自 75 W 电源的热量。虽然在不到 100 mm 的热管长度下可实现 10,000 W/mK 的热导率，但 200 mm 长度的热导率不到通常公布的 100,000 W/mK 的最大热导率的三分之一。等式（1），热管有效长度是绝热、蒸发器和冷凝器长度的函数：
K eff = QL eff /(A ΔT) (1)
在哪里：
K eff = 有效热导率 [W/mK]
Q = 传输功率 [W]
L eff = 有效长度 = (L蒸发器+ L冷凝器)/2 + L绝热 [m]
A = 横截面积 [m 2 ]
ΔT = 蒸发器和冷凝器部分之间的温差 [°C]
您可以使用我们的在线热管计算器计算热管有效导热率。要查找均热板的热导率，请使用我们的在线散热器计算器。
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固体金属与热管导热率的差异

固体金属的热导率保持不变，因为它由所有相同的材料组成，例如铜。因此，每个铜分子都必须将热量传递给下一个铜分子。有点像老式的斗式旅。铜的厚度、长度或施加的热通量没有区别。
相比之下，热管导热性具有多个传热阶段。虽然热量首先需要通过热管的外部实心铜壁传播，但传热过程在下一阶段得到加速：液体蒸发。在此阶段，工作流体（大多数情况下为水）在加热时会变成蒸气。并且由于沿热管向下传播的蒸汽的热阻非常小，因此可以提高热导率。此外，蒸汽行进的距离越长（热管越长），热管的有效热导率增加得越多。

不同热管直径的热导率差异

保持所有其他变量不变，热管热导率会随直径变化，但不会按照人们预期的方向变化。小直径热管虽然具有较低的 Qmax，但具有比大直径管更高的有效导热率。这是因为有效热导率随着截面积的比率而下降。较大直径的热管具有较大的横截面。这也是用于特定应用的均热板的热导率低于等效热管解决方案的相同原因。
有关两相设计的信息，请参阅这两篇文章： 热管设计指南和 蒸汽室冷却设计指南。