一、熱管技術(shù)簡(jiǎn)介
1.熱管簡(jiǎn)介 熱管技術(shù)是1963年美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的G.M.Grover發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件,它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì),透過(guò)熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱管技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于宇航、軍工、鋼鐵、機(jī)械等行業(yè)。
2. 工作原理 熱管是一種新型高效的傳熱元件,按較精確的定義應(yīng)稱之為“封閉的兩相傳熱系統(tǒng)”,即在一個(gè)抽成真空的封閉的體系內(nèi),依賴裝入內(nèi)部的流體的相態(tài)變化(液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)和汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài))來(lái)傳遞熱量的裝置。熱管放在熱源部分的稱之為蒸發(fā)段(熱端),放在冷卻部分的稱之為冷凝段(冷端)。當(dāng)蒸發(fā)段吸熱把熱量傳遞給工質(zhì)后,工質(zhì)吸熱由液體變成汽體,發(fā)生相變,吸收汽化潛熱。在管內(nèi)壓差作用下,汽體攜帶潛熱由蒸發(fā)段流到冷凝段,把熱量傳遞給管外的冷流體,放出凝結(jié)潛熱,管內(nèi)工質(zhì)又由汽體凝為液體,在重力作用下,又回到蒸發(fā)段,繼續(xù)吸熱汽化。如此周而復(fù)始,將熱量不斷地由熱流體傳給冷流體。

3. 熱管優(yōu)點(diǎn)
?、俳饘?、非金屬材料本身的導(dǎo)熱速率取決于材料的導(dǎo)熱系數(shù)、溫度梯度,正交于溫度梯度的截面面積。以金屬銀為例,其值為415W/m2?K左右,經(jīng)測(cè)定,熱管的導(dǎo)熱系數(shù)是銀的幾百倍到上千倍,故熱管有熱超導(dǎo)體之稱。
?、谟捎跓峁軆?nèi)的傳熱過(guò)程是相變過(guò)程,而且工質(zhì)的純度很高,因此熱管內(nèi)蒸汽溫度基本上保持恒溫,經(jīng)測(cè)定:熱管兩端的溫差不超過(guò)5℃,與其它傳熱元件相比,熱管具有良好的等溫性能。
?、蹮峁苣苓m應(yīng)的溫度范圍與熱管的具體結(jié)構(gòu)、采用的工作流體及熱管的環(huán)境工作溫度有關(guān)。目前,熱管能適應(yīng)的溫度范圍一般為-200℃~2000℃,這也是其它傳熱元件所難以達(dá)到的。
4、熱管式余熱回收裝置
1)原理 熱管式余熱回收裝置的核心部件是熱管。

基本結(jié)構(gòu):熱管蒸汽發(fā)生器是由若干根特殊的熱管元件組合而成。其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。熱管的受熱段置于熱流體風(fēng)道內(nèi),熱風(fēng)橫掠熱管受熱段,熱管元件的放熱段插在水—汽系統(tǒng)內(nèi)。由于熱管的存在使得該水—汽系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱源分離而獨(dú)立存在于熱流體的風(fēng)道之外,水—汽系統(tǒng)不受熱流體的直接沖刷。
工作原理:熱流體的熱量由熱管傳給水套內(nèi)的飽和水(飽和水由下降管輸入),并使其汽化,所產(chǎn)蒸汽(汽、水混合物)經(jīng)蒸汽上升管達(dá)到汽包,經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出(汽包內(nèi)的水由104℃除氧水經(jīng)水預(yù)熱器加熱至175℃后供給)。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套,通過(guò)外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán),達(dá)到將熱流體降溫,并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。





