热管是热管换热器的最基本元件，从其外观来看，通常是一根有翅片或无翅片的普通圆管，其主要结构特点表现在管内，图3.76所示为吸液芯热管的一种典型结构。它由管壳、毛细
多孔材料（管芯）和蒸汽腔（蒸汽通道）所组成从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分（见图3.76）。工作时，蒸发段因受热而使其毛细材料中的工作液体发，蒸汽流向冷凝段，在这里由于受到冷却使蒸汽凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。由于汽化潜热大，所以
在极小的温差下就能把大量的热量从热管的蒸发段传至冷凝段，实验表明，一根长Q.6m、直径
13m、重0.34kg的热管，在100℃工作温度下输送200W的能量，其温降仅0.5℃.而输送同等能量的同样长的实心铜棒重量为0.7kg，两端温差竞高达70℃。绝热段作为蒸汽通道的不工作部分并不承担传热任务，而是为了分开冷、热源并使热管能适应任意需要的几何形状布置而设置的。
热管的管壳是受压部件，要求由高导热率、耐压、耐热应力的材料制造。但在材料的选择上必须首先考虑到与所要使用的工质的相容性，即要求热管在长期运行中管壳无腐蚀，工质与管壳不发生化学反应，不产生气体。管壳材料有多种，以不锈钢、铜、铝、镍等较多，也可用贵重金属铌、但或玻璃、陶瓷等。管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来，在热端和冷端接收和放出热量，并承受管内外压力不等时所产生的压力差管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构，通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧贴内壁以减小接触热阻，衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。性能优良的管芯应具有：
①足够大的毛细抽吸压头：②较小的液体流动阻力，即有较高的渗透率：③良好的传热特性，即有较小的径向热阻。因而，管芯的结构有多种，大致可分为以下几类：①紧贴管壁的单层及多层网芯，图3.77（a）：②烧结粉末管芯，图3.77（b），它是由一定目数的金属粉末或金属丝网烧结在管内壁面而成：③轴向槽道式管芯，图3.77（），它是在管壳内壁开轴向细槽，以提供毛细压头及液体回流通道，槽的截面形状可有矩形、梯形等多种：④组合管芯，一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽吸力及渗透率，组合管芯能兼顾毛细力和渗透率，从而获得高的轴向传热能力，而且大多数管芯的径向热阻甚小。它基本上把管芯分成两部分，一部分起毛细抽吸作用，一部分起液体回流通道作用。此类管芯有多种，图3.77（）所示为一种槽道覆盖网式。它是在轴向槽道管芯表面覆盖一层细孔网，槽道成为低阻力的液体回流通道，细孔网则提供高的毛细抽吸压头，因此可提高传热能力。但因网与槽不易贴合紧，其径向热阻较大。
热管的工作液要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸点，较低的黏度及良好的稳定性。工作液体还应有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力，使毛细结构能对工作液作用并产生必需的毛细力。工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，否则被溶解的物质将积累在蒸发段破坏毛细结构。热管内的工作液体随热管内部的工作温度而定，并由此可区分为低温
（<100.℃）、中温（100~500℃）、高温（>500℃）热管。
在低温范围内有乙醇、丙酮、氟利昂、液氨、液氮、液氢等。
在常温条件下的工作液体一般为水，热管内部工作温度高于280℃时，由于水的饱和蒸汽压力较高，故应考虑具有低饱和蒸汽压的工作液体如联苯，萘、汞等，当管内工作温度超过600℃以上时，则可选用钾、钠或钾钠合金等液态金属作为工作液体。
工作液在外壳封闭前装入热管，其数量应使毛细结
构足够饱和并稍有过量，若液体不足则有可能成为热管破坏的原因之一（如蒸发段干涸）。
热管的型式有多种。上述热管工作时，冷凝的工作液体是依靠毛细多孔材料（吸液芯）的
毛细抽吸力返回到加热段（蒸发段）的，故常称为吸液芯热管，这种热管被认为是典型热管。
工作液体的回流也可依靠其本身的重力作用，这种热管就是两相热虹吸管（又称重力热管），图3.78所示为两相闭式热虹吸管的工作原理简图。管子为真空密封，当管子的下端加热时，下端的液体蒸发并以高速向上部移动，在与温度较低的上端管壁接触后，冷凝成液体，然后在重力作用下沿管内壁流回下端蒸发段。如果工作液体的回流是受离心力的分力作用，则叫旋转热管，旋转热管为一密闭的空心轴（管），此空心轴内腔具有一定初始真空度，并充有少量工作液。内腔的形状可以是空心圆柱形，空心内锥形或圆柱台阶形，图3.79为一锥形空腔的旋转热管工作原理简图。它和普通热管一样具有蒸发段、绝热段和冷凝段三个区域。在高转速下，工作液覆盖在空腔的内壁面上，并形成一层环状液膜。旋转热管的一端由于被加热，该处液体蒸发、液膜变薄，所产生的蒸汽流到另一端（冷却端）。蒸汽在冷却端放出潜热而凝结成液体。在热管的旋转角速度为仙、旋转半径为，时，单位体积的液体受到的离心力为0@，这一离心力沿锥面的分力osia使这些冷凝液沿锥面流回到蒸发段。这样连续地蒸发、蒸汽流动、凝结与液体的回流完成了把热量从加热段输送到冷却段的过程。
按照凝液回流的作用力不同，热管可分成上述这三种基本型式。此外，还有一种同时受到毛细力和重力作用使凝液回流的热管，称之重力辅助热管。当具有吸液芯的热管处于冷凝段在加热段上方位置时，热管就将按重力辅助热管方式运行。
上述的几种热管型式，热量的输送方向都是沿着轴向。在作为换热器使用时，冷、热两侧必须分开，设备体积及占地空间大。而另一种热管型式一径向热管，热量的输送方向沿着管的半径方向，径向热管在结构上为双管结构，它包含外管、内管和翅片三部分（同时还有抽真空的接头），如图3.80所示。在外管和内管的环隙被抽真空后充填工质，热流体的热量由外管翅片和外管壁传给工质，工质受热后蒸发沿环隙径向流动，与内管外壁热交换后冷凝。冷凝液由重力作用返回外管内壁，内管流过被加热的冷流体，如此反复循环通过工质的相变实现热量的高效传递。可见，由于其结构上的特点，径向热管的吸热段和放热段分别是外管和内管，外管与内管之间的环隙是热管的工作空间，也就是工质吸热汽化并进行热量输送的空间，从而形成热量的输送方向沿着内、外管的半径方向。因为有这一特点，使得作为锅炉省煤器等使用时设备紧凑。
由上可见，热管是一种依靠管内工质的蒸发、凝结和循环流动而传递热量的部件。由于蒸发、凝结的热阻很小及蒸汽流动的温降也很小（因压降很小），热管就可以在小温差下传递很大的热流，传热效率高。管内没有运动部件，运行可靠。热管外表面常具有翅片，单位体积的换热面积大，使整台热管换热器的结构紧凑，且通道简单，管外流动的压力损失较小。所以，应用前景广阔。
