实验室液压机是制造板式脉动热管 (PPHP) 的基本工具，可实现关键的扩散焊接工艺。它们对金属板堆施加精确、均匀且稳定的高压，将它们熔接成一个单一的、气密密封的单元，而不会损坏内部精密的结构。
核心见解：液压机在 PPHP 制造中扮演着一个矛盾的角色：它必须施加巨大的力来将金属板熔接在一起，同时又要提供足够的精度来确保这些板内中空的微通道不会被压碎或变形。
压力在 PPHP 制造中的作用
板式脉动热管的制造涉及堆叠包含复杂微通道的金属板。液压机能够将这些松散的板材转化为功能性的热设备。
促进扩散焊接
粘合 PPHP 板材的主要机制是扩散焊接。该工艺不使用胶水或传统的填充金属。
相反，液压机在加热板材的同时施加高压。这种力使金属表面达到原子级别的接触，允许原子扩散到接头界面。结果是形成整体的固态键。
确保气密封装
脉动热管使用在相变（沸腾和冷凝）过程中工作的工质，这通常会产生显著的内部压力。
液压机确保在粘合过程中施加的压力在整个表面区域上是均匀的。这种均匀性对于在设备周边形成连续、气密的密封至关重要，以防止工质在运行过程中泄漏。
保持微通道完整性
PPHP 内部的板材不是实心的；它们包含流体移动的空心微通道。
标准的压机可能会施加不均匀的力，这可能会压塌这些通道。实验室液压机之所以被使用，是因为它们提供精确的压力控制。这使得制造商能够施加粘合平面所需的精确力，而不会超过通道壁的屈服强度。
力的关键平衡
在此应用中使用液压机需要在一个狭窄的操作窗口内进行导航。该设备用于平衡两种竞争的风险。
避免通道变形
如果压机施加的力过大或不稳定，微通道就会变形或变平。
变形会改变通道的横截面积。这会扰乱流体的振荡运动，在热管使用前就有效地破坏其热性能。
防止结构失效
相反，如果压机施加的压力不足，扩散键就会很弱。
在高热流环境下，PPHP 的内部压力会迅速升高。由压力不足产生的弱键会失效，导致设备破裂和安全隐患。
制造的关键考虑因素
在 PPHP 制造中使用液压机时，目标是可重复性和结构保证。
如果您的主要关注点是热性能：
- 优先考虑精确控制能力，以确保在加压粘合阶段微通道几何形状保持完好无损。
如果您的主要关注点是安全性和耐用性：
- 优先考虑均匀性和稳定性，以确保周边密封足够坚固，能够承受高内压而不泄漏。
液压机作为质量的保证者，将原材料金属板转化为能够处理极端热负荷的设备。
总结表：
| 工艺要求 | 液压机的作用 | 对 PPHP 质量的影响 |
|---|---|---|
| 扩散焊接 | 施加原子级别的压力 | 形成整体的、无胶水的键 |
| 气密密封 | 确保均匀的表面力 | 防止压力下流体泄漏 |
| 通道完整性 | 精确的载荷控制 | 保持微通道几何形状 |
| 结构安全 | 稳定的力施加 | 防止设备在运行过程中破裂 |
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参考文献
- Haofan Mu, Weixiu Shi. Review of Operation Performance and Application Status of Pulsating Heat Pipe. DOI: 10.3390/su16072722
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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