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散热管在进行使用时其热量会从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－汽）分界面，液体在蒸发段内的（液－汽）分界面上蒸发，蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段。

散热管的蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结，热量从（汽－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源，在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

散热管在进行使用时具有很高的导热性，在运行时其热管内部主要是靠工作液体的汽液相变传热、热阻很小，因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。当然，高导热性也是相对而言的，温差总是存在的，不可能违反热力学第二定律，并且热管的传热能力受到各种因素的限制，存在着一些传热极限；热管的轴向导热性很强，径向并无太大的改善(径向热管除外)。

散热管的热管内腔的蒸汽是处于饱和状态的，在进行操作时其饱和蒸汽的压力在一定程度上决定于饱和温度，在进行操作时其饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而热管具有优良的等温性。

散热管的热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样即可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。