換熱管構(gòu)造的三要素是：工質(zhì)或工作流體、管芯或毛細(xì)結(jié)構(gòu)、管殼。這三要素有機(jī)的組合是熱管進(jìn)行正常工作的基礎(chǔ)。三要素的組合有時是矛盾的。下面就來討論組合的原則。

 確定一種適宜的工質(zhì)之前，首先要考慮的是蒸氣運行的溫度范圍，可按表1-2來選擇。但是，在大致相同的溫度范圍內(nèi)，可能有幾種工質(zhì)同時可供選用。為了確定所采用的工質(zhì)最佳，必須考察其各種特性。主要要求如下：

①. 工質(zhì)與管芯和管殼材料的相容性；

②. 熱穩(wěn)定性能好；

③. 工質(zhì)能潤濕管芯和管殼材料；

④. 在運行溫度范圍內(nèi)，蒸氣壓力不是太高或者太低；

⑤. 汽化潛熱大；

⑥. 熱率高；

⑦. 工質(zhì)的液相和蒸氣相的黏度低；

⑧. 表面張力大；

⑨. 冰點或凝固點要適當(dāng)；

⑩. 安全性要高。

  除了以上的要求之外，還必須根據(jù)與換熱管內(nèi)熱流所受到的各種限制有關(guān)的熱力學(xué)來考慮選擇工質(zhì)。這些限制有黏性限、聲速限、毛細(xì)限、攜帶限和沸騰限，這些限制將在第三章中討論。

 一只換熱管能否長期運行，能否穩(wěn)定地進(jìn)行工作等問題都是直接與材料的不相容性有關(guān)的，這一點下面要詳細(xì)地討論。然而，工質(zhì)的熱性能在使用過程中有可能降低（退化），還要防止流體分解成不同成分。因此，必須要求工質(zhì)在整個可能運行的溫度范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性好。

 流體表面的性質(zhì)好似一張繃緊的薄膜，這與液體的表面張力和表面的大小有關(guān)。由于液體分子受到吸引力，所以整個液面就有拉力作用。表面張力隨溫度及壓力而變化，不過，隨壓力的變化往往很小。表面張力的有效值由于受液蒸氣、液-液或液-固界面上積累的外來物質(zhì)的影響，可能有較大的變化。

 在設(shè)計換熱管時，為了使它能夠克服重力運行，并產(chǎn)生較大的毛細(xì)驅(qū)動力，所以，希望表面張力大一些。此外，還必須使工質(zhì)潤濕管芯和管殼材料。

 在運行的溫度范圍內(nèi)蒸氣壓力必須大，以避免蒸氣速度過大。因為蒸氣速度大就使溫度梯度大，又能把與之反向流動的冷凝液攜帶走，或者還會由于可壓縮性引起流動不穩(wěn)定。但是，壓力又不能太高，太高必須用厚壁管殼。

  希望工質(zhì)的汽化潛熱大，以便用少量的液流來傳遞大量熱量，從而保持管內(nèi)的壓差小。

 工質(zhì)的熱導(dǎo)率越大越好，這是為了減少徑向溫度梯度，以及減小在管芯與管殼交界面上產(chǎn)生沸騰的可能性。

 為了把液流的阻力減至最小，要選用蒸氣相和液相黏度低的工質(zhì)。

 換熱管所用的工質(zhì)范圍很廣泛，從-269℃用氦，直到892℃用鋰。在50 ~250℃范圍內(nèi)應(yīng)用水作工質(zhì)的優(yōu)越性最明顯。在稍低一些的溫度范圍內(nèi)（-60~ 100℃），希望用氨作工質(zhì)。但是，為了使氨保持高純度，要求細(xì)心操作。丙酮和酒精是低蒸氣壓的工質(zhì)。上述這些工質(zhì)常用于宇航設(shè)備的熱管內(nèi)。水和甲醇與銅相容，常用來冷卻電子儀器設(shè)備。

 在230 ~ 400℃范圍內(nèi)，可用高溫有機(jī)傳熱體、如聯(lián)苯與聯(lián)苯氧化物的低共熔混合物，其沸點在大氣壓下為260℃左右，但是其表面張力和汽化潛熱小。

 當(dāng)換熱管的工作溫度進(jìn)一步提高，就進(jìn)入液態(tài)金屬的工作范圍。水銀的有效工作溫度范圍為250 ~650℃，水銀具有誘人的熱力特性，在室溫下仍呈液態(tài)，這使熱管的制作、充液操作和啟動等都可以大大簡化。但它也有不足之處，除了有些毒性之外，其主要的問題是難于潤濕管芯和管殼。

 換熱管的工作溫度范圍更高一些時，則希望用鈣、鉀和鈉作工質(zhì)。附錄里載有它們與熱管有關(guān)的特性。

 如果換熱管的工作溫度在1000℃以上，通常選用鋰作工質(zhì)，但也可以用銀作工質(zhì)。