文章导读

        热量传递在日常生产生活中无处不在，比如电子产品的散热，人体健康及热舒适性，余热及可再生能源的热利用等。热管作为一种高效传热装置，广泛应用于手机和电脑的散热及工业换热器。目前主流热管均为刚性热管，无法弯折变形，难以满足日益增长的传热需求，如柔性电子产品散热、复杂表面热管理（如人体热管理）、热源与热负荷不在同一平面或者有位置变化的情形等。

        基于鱿鱼的多触手结构和脉动热管的工作原理，我们开发了一种可用于多路传热的仿鱿鱼柔性热管（图1）。该柔性热管包括三个回路模仿鱿鱼的触手，每个触手都可以单独弯折具有优异的柔性特征，而且不同的触手可以同时加热或冷却不同的位置，即使热负荷的温度各不相同。另外，热管的加热端和冷却端连接毛细铜管，可以进一步降低传热热阻。该成果以“Squid-like soft heat pipe for multiple heat transport”为题，发表在《Droplet》上，并被国际知名媒体AZOM报道。

图 1 仿鱿鱼柔性热管，其每个回路都可以单独弯折具有优异的柔性特征

图 2 热管内部气泡和液柱的单向流动

        该柔性热管的每个触手回路都由粗细不同的两种铁氟龙毛细管构成，由于加热和冷却过程在不同粗细的管子内部形成的压力不同，从而在热管内部形成气泡和液柱的单向流动（图2），进而强化热管传热过程。我们进一步通过实验研究了该柔性热管在不同加热功率，不同弯折角及不同倾角下的传热特性（图3）。实验结果表明该柔性热管的等效导热系数可以高达6750W/(m·K)，弯折角对传热性能的影响有限，等效导热系数随着倾角的增加而升高。

图 3 不同弯折角和不同倾角下柔性热管传热性能的实验测试

图 4 多路传热特性

        该柔性热管模仿鱿鱼结构并利用脉动热管工作原理，不仅具有优异的传热特性和柔性特征，还具有良好的多路传热性能（图4）,可用于同时加热或冷却不同的热负荷。红外图像（图4b）显示加热管路温度非常均匀，体现出其优异的传热性能。此外，该柔性热管还可以根据实际应用调整触手的数量和长度。此项研究为柔性热管的发展提供了崭新的思路，其在先进能源及热管理领域具有广阔的应用前景。

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