热管中热量的传递是通过蒸发段管壁和充满工质液体的管芯进行的，随着传热量增加，蒸发段工作液的蒸发量也将增加。如果热流量增大，那么与管壁接触的液体将逐渐过热，并在核化中心生成气泡，这将妨碍液体的循环蒸发，进而影响热量的传递。热管蒸发段与管壁接触的液体生成气泡时的最大传热量称为沸腾传热极限。沸腾传热极限的理论基础是核态沸腾理论。运用该理论分析热管内蒸发过程中气泡的形成及长大运动过程中的力平衡过程，应有

整理得

根据Clausina-Clapeyron方程得

因而

由传热方程得

合并式（6-18）、式（6-19），得出沸腾传热极限的表达式为(www.daowen.com)

式中，h为汽化潜热，J/kg；ρv为蒸气密度，kg/m3；k为浸满液体吸液芯的导热系数，W/（m·K）；rl为管壳内径，m；rv为蒸气腔半径，m；Tv为热管工作温度，K；e为液体表面张力系数，N/m；le为热管有效长度，m；rb为气泡生成半径（m），实验表明对一般热管可取rb=2.54×10-7m。

在工质确定的情况下，沸腾传热极限与管内径和蒸气腔直径比的自然对数成反比。由于rl/rv的大小主要取决于丝网的结构及厚度，因此对于确定的物性参数与吸液芯可忽略管径的影响，因而可近似认为沸腾传热极限仅与热管长度成正比，如图6-5中曲线5所示。

图6-7　热管的传热极限

1—2—声速传热极限；2—3—携带传热极限；3—4—毛细传热极限；4—5—沸腾传热极限

综上分析，热管工作温度低时，容易出现声速传热极限和携带传热极限；工作温度高时，须提防出现毛细传热极限和沸腾传热极限，而黏性传热极限与温度无关。从图6-7中看出，只有在包络线1—2—3—4—5下热管才能正常工作。