眾所周知，熱管是靠工質(zhì)的相變來(lái)傳熱能量的。在熱管內部，工質(zhì)頻繁地改變著(zhù)自己的相態(tài)，在傳輸熱量的同時(shí)，連續不斷地完成著(zhù)質(zhì)量的轉移。因此，在設計熱管時(shí)，首先遇到的問(wèn)題是如何確定熱管的工質(zhì)。
熱管工質(zhì)的確定需要考慮的因素很多，其中溫度因素是重要的。任何一種工質(zhì)都有它自己可以工作的溫度范圍，其下限是工質(zhì)的凝固點(diǎn)，上限是熱力學(xué)臨界點(diǎn)。例如，工業(yè)上常常應用水為熱管的工質(zhì)，對于水，凝固點(diǎn)為0℃（1atm），臨界點(diǎn)為374.15℃。但實(shí)際上，工質(zhì)工作的合適的溫度范圍要小得多，主要考慮的是，在熱管的工作溫度范圍內，工質(zhì)要具有合適壓力。壓力值的上限受管殼強度的限制。例如，對于常用的外徑為25mm的水-銅熱管，在某一特定的端帽焊接條件下，實(shí)驗測得的熱管爆破時(shí)的溫度和壓力見(jiàn)表1。
熱管外徑/mm | 熱管內經(jīng)/mm | 銅管厚度/mm | 芯結構 | 平均爆破溫度/℃ | 平均爆破壓力/bar |
25 | 20 | 1 | 縱向槽道吸液芯 | 310 | 100 |
25 | 20 | 1 | 無(wú)芯 | 300 | 85 |
表1 熱管爆破時(shí)的溫度和壓力
由表1可知，熱管可能承受的壓力約為100bar，超過(guò)了這一數值就會(huì )發(fā)現熱管端帽破裂或焊縫漏汽。為了使熱管能安全工作，還必須考慮一個(gè)安全系數為2.5，那么，管內允許壓力為100/2.5=40bar。在這一壓力下對應的工質(zhì)飽和溫度為250℃，也就是說(shuō)，工質(zhì)的工作不要超過(guò)250℃，這就構成了工作溫度的上限。
