热管具有如下几个特性：很高的导热性、优良的等温特性、热流密度可变性、热流方向可逆性、热二极管与热开关性能、恒温特性（可控热管）、环境的适应性。

热管的传热极限主要有：连续流动极限、冷冻启动极限、黏性极限、声速极限、携带极限、毛细极限、冷凝极限、沸腾极限。图1表示了各传递极限在操作温度-最大传递热量坐标上的相对位置。当工作温度低时，最容易出现黏性极限及声速极限。而高温下则应防止出现毛细极限及沸腾极限。因此，热管的工作点必须选择在包络线的下方。

 图1 操作温度-最大传递热量图

热管的形式较多，常用的分类方法有以下几种：①按照热管管内工作温度可分为低温热管（-273～0℃）、常温热管（0～250℃）、中温热管（250～450℃）、高温热管（450～1000℃）等。②按照工作液体回流动力可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管（又称重力热管）、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等。③按管壳与工作液体的组合方式可分为铜-水热管、碳钢-水热管、铝-丙酮热管、碳钢-萘热管、不锈钢-钠热管等。④按结构形式可分为普通热管、分离式热管、毛细泵回热管、微型热管、平板热管、径向热管等。⑤按热管的功用可分为传输热量的热管、热二极管、热开关和热控制用热管、仿真热管、制冷热管等。

常见热管式冷热量输配系统中的热管又分为无外加动力型和机械动力驱动型。

包括普通热管、分离式热管、可变导热管、两相闭式热虹吸管、环路式热管、毛细泵回路热管、脉动热管。

普通热管。主要由管壳、吸液芯和端盖组成，包括蒸发段，隔热段（绝热段）和冷凝段3个部分（图2）。其内部被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环往复。

 图2 普通热管工作原理示意图

分离式热管。主要由蒸发段、上升气管、冷凝段和下降液管组成（图3）。分离式热管由于蒸发段和冷凝段分开布置的，从而可以实现远距离传热，同时也可以实现一种流体与多重流体间的换热，具有良好的密封性能、可顺逆流混合布置等特点。

 图3 分离式热管型结构图

可变导热管。一种特殊的可以控制温度的高效率传热元件，其传热能力能够自动随热负荷（冷却条件）的变化而变化。主要包括液体控制热管和气体控制热管。其中，气体控制热管可以使加热区域的温度相对稳定，液体控制热管则可以将冷却区的温度限制在一定可调节的数值上。

两相闭式热虹吸管。与普通热管相比，两相闭式热虹吸管（简称重力热管）没有吸液芯，系统内液体回流依靠自身重力产生的压差，所以蒸发段必须放置于冷凝段的下方才能正常工作（图4）。热虹吸管拥有热二极管的特征，即热量只能由下方传向上方而无法倒传。

 图4 两相闭式热虹吸管

环路式热管。主要由蒸发器、储液器和冷凝器以及连接各部件的蒸气和液体管路组成（图5）。利用毛细芯提供的毛细压力循环工质进行相变传热。环路式热管具有气液管路分离、蒸发器和储液器一体化的结构特点，从而使得其气液携带阻力小，启动快速灵活，可多方位长距离传输热量。

 图5 环路式热管示意图

毛细泵回路热管。主要包括蒸发器、冷凝器、储液器以及连接各部件的蒸气和液体管路，其结构如图6所示。其工作原理与环路式热管基本一致，其区别主要在于储液罐的布置不同。这种差异决定了毛细泵回路热管的蒸发温度是由储液罐设定的温度来决定，可以精确地控制系统的工作温度。

 图6 毛细泵回路热管

脉动热管。主要包括闭合回路、开放回路和带单向阀闭合回路3种结构形式（图7）。其工作原理是：脉动热管内的液注和气塞在加热段被加热膨胀，同时因沸腾产生的大量气泡推动液注和气塞从加热段向冷却段运动，液注和气塞在冷却段被冷却，这样形成气塞与液注在加热段与冷却段之间的运动，实现热量的传递。该热管具有结构简单无芯、形状可任意弯曲、当量传热系数大、体积小的特点。

图7 脉动热管结构示意图

包括热环、复杂热管系统、两相流分离式热管系统。

热环。新型的分离式热管——泵或风机驱动的动力型分离式热管(简称热环)。其基本结构和原理为：在由蒸发器、冷凝器、微压驱动装置和管路构成的闭合环路中充以循环工质，利用驱动装置推动工质在热源处吸热蒸发，在冷源处冷凝放热，从而实现热量由热源向冷源的高效传递（图8）。

 图8 热环工作原理图

复杂热管系统。可以解决传统分离式热管供液动力不足、蒸发器与冷凝器安装位置受限制以及热管换热量的有效控制问题，其系统结构组成见图9。

 图9 复杂热管系统结构示意图

两相流分离式热管系统。在复杂热管系统的基础上，对其结构进行了简化，将工质的双循环变成单循环，即去掉复杂热管系统中的小循环，同时可以克服传统分离式热管的不足。其结构示意如图10所示。

 图10 两相流分离式热管结构示意图