لوله حرارتی دستگاه انتقال حرارت است که اصول رسانش حرارتی و انتقال فاز را باهم ترکیب می‌کند تا به‌صورت کارآمد، انتقال حرارت بین دو فصل مشترک جامد را مدیریت کند.

   در فصل مشترک داغ یک لوله حرارتی، یک مایع در تماس با یک سطح جامد رسانای حرارتی، با جذب گرمای سطح به بخار تبدیل می‌شود. بخار در طول لوله حرارتی به سمت سطح مشترک سرد حرکت کرده و میعان شده و به مایع مجدداً تبدیل می‌شود. مایع سپس به فصل مشترک گزم بازگشته که این امر از طریق کاپیلاری، نیروی سانتریفیوژی یا جاذبه انجام می‌شود و سیکل تکرار می‌شود. به دلیل زیاد بودن ضرایب انتقال حرارت برای تبخیر و میعان، لوله‌های حرارتی، رساناهای حرارتی کارآمدی هستند. رسانایی حرارتی مؤثر با طول لوله حرارتی تغییر می‌کند، و می‌تواند به 100 kW/(m⋅K) برای لوله‌های طولانی برسد که قابل قیاس با مقدار 0.4 مس است.

ساختار

   یک لوله حرارتی معمول از یک لوله یا جنس وفق پذیر با سیال کاری مانند مس برای لوله‌های حرارتی آب یا آلومینیوم برای لوله‌های حرارتی آمونیاک است. معمولاً از پمپ خلأ برای حذف هوا از قسمت خالی لوله حرارتی استفاده می‌شود. لوله حرارتی به‌طور جزئی با سیال کاری پرشده و سپس آب‌بندی می‌شود. جرم سیال کاری برای داشتن بخار و مایع در گستره دمای کاری استفاده می‌شود.

   در زیر دمای کاری، مایع بسیار سرد است و نمی‌تواند به گاز تبدیل شود. بالای دمای کاری، تمامی مایع به گاز تبدیل می‌شود و دمای محیطی برای هر نوع گازی برای میعان، بسیار زیاد است. چه کم چه زیاد، رسانش حرارتی در هر دو حالت از طریق دیواره‌های لوله حرارتی ممکن است اما به‌شدت نرخ انتقال حرارت کاهش می‌یابد.

انواع مختلف لوله حرارتی

   در کنار مدل استاندارد رسانش حرارتی ثابت CCHPs تعداد دیگری از لوله‌ها شامل موارد زیر وجود دارد:

1. محفظه بخار (لوله‌های گرمایی تخت) که برای انتقال شار حرارتی استفاده می‌شوند و سطوح هم‌دما هستند.
2. لوله‌های حرارتی رسانشی تغییرپذیر VCHPs که از گاز میعان ناپذیر (NCG) برای تغییر دادن رسانش حرارتی مؤثر لوله حرارتی به‌عنوان توان یا تغییر شرایط چاه حرارتی استفاده می‌کند.
3. لوله‌های حرارتی فشار کنترل PCHPs، درجایی که حجم منبع یا NCG قابل‌تغییر است استفاده می‌شود.
4. لوله‌های حرارتی دیودی که رسانش حرارتی زیادی در جهت جلو می‌دهد.
5. ترموسیفون ها که مایع به‌واسطه نیروی جاذبه‌ای یا شتابی به اواپراتور بازمی‌گردد.
6. لوله‌های حرارتی چرخان که مایع توسط نیروی سانترفیوژی به اواپراتور بازمی‌گردد.