中溫熱管熱管簡介

中溫熱管簡介

利用封閉在管內的特定工質反復進行物理相變或化學反應來傳遞熱量的一種導熱性極好的傳熱器件 。中溫熱管換熱器內中溫段熱管一般選萘或N-甲基吡咯烷酮為其管內工質 。

中溫熱管分類

依工作溫度范圍的不同，熱管可以分成深冷、低溫、中溫和高溫等幾種：

(1) 深冷熱管： 工作溫度范圍為0～200K，工作介質可用純化學元素物質，如氦、氬、氮、氧等，或化合物，如乙烷、氟利昂等。

(2) 低溫熱管： 工作溫度范圍為200～550K，工作介質可用氟利昂、氨、酒精、丙酮、水及有機物。

(3) 中溫熱管： 工作溫度范圍為550～750K，工作介質有導熱姆、萘、水銀等。

(4) 高溫熱管： 工作溫度在750K以上，工作介質為鉀、鈉、鋰、鉛、銀等液態(tài)金屬 。

中溫熱管熱管壽命

影響熱管壽命的因素很多，但主要是熱管的不相容性。造成熱管不相容的主要形式有以下三個方面:產生不凝性氣體；工作液體性質惡化；管套材料的腐蝕、溶解。通過合理選擇熱管的管材、工作液體、吸液芯結構等可使熱管長期有效地服役于其工作溫度范圍,從而提高其使用壽命 。

中溫熱管工作原理

由于熱管是通過工作介質的相變吸熱和放熱來傳遞熱量，并可在管中充少量惰性氣體，通過壓力變化以調節(jié)冷凝段的傳熱面積，因此熱管具有以下特性；①高的傳熱能力；②高的等溫性；③具有變換熱流密度的能力；④具有恒溫特性 (可控熱管) 。

貼近管內 壁處裝有由多孔材料構成的毛細結構，稱為“吸液芯”，管中則充入少量液態(tài)工質(如水、普通制冷劑、液態(tài)金屬鈉、鋰等)。當其一端受熱而另一端被冷卻時，液態(tài)工質便在蒸發(fā)段中蒸發(fā)，產生的蒸汽經絕熱段流向另一端后，被冷凝成液體同時放出汽化潛熱，而凝結液通?？山杳?細作用重新滲回加熱端。如此循環(huán)不已，從而將熱量不斷地從加熱端傳至冷卻端。熱管兩端都發(fā)生物質的相變，相應的對流換熱熱阻均甚小，故在同樣大小溫度差下所傳遞 的熱量可比相同尺寸的銅棒大數(shù)十 至數(shù)千倍。熱管不僅構造簡單、重 量輕、無噪音、可變換熱流密度、充入適量惰性氣體后可自動控制溫度，而且管內不同截面上的溫度相差不大，有良好的等溫性，因而具有多方面的用途 。

中溫熱管研究歷史

熱管原理最早由美國人R.S.高格勒 (RichardSlechrist Gaugler) 于1942年提出。1964年美國科學家G.M.格羅弗 (George Maurice Grover)等獨立地提出并制造了類似的元件，取名為“熱管”，并首先用于航天飛行器。70年代為了將熱管技術用于地面工業(yè)，發(fā)展了不用毛細多孔材料而利用重力使液體從冷凝端流回蒸發(fā)端，從而簡化了結構，降低了成本。熱管中的毛細多孔材料除去，將蒸發(fā)段置于冷凝段的下方即成重力熱管或稱閉式兩相熱虹吸管 。熱管的概念是本世紀40年代提出的，60年代初制成了第1個實用熱管。由于它顯示出極高的導熱特性引起了普遍地重視，熱管問世不久便在電子、宇航等領域被用來冷卻電子元件、電機轉子等發(fā)熱元器件，并在回收余熱、預熱空氣、貯存能量和給水等節(jié)能領域得到廣泛應用。目前，熱管的理論日臻完善；它在許多方面的實際應用表明，熱管技術是很有發(fā)展前途的 。

我國70年代初開始制造熱管，并收到了較好的節(jié)能效果。隨著科學技術的不斷發(fā)展，這種高效傳熱的設備、器件必定在許多工藝過程中得到更廣泛的應用 。

熱管除用于航天技術外，可用于工業(yè)余熱回收的熱管換熱器、太陽能集熱器、電子器件的冷卻、換熱器、深冷手術器械、等溫設備中的等溫插件以及測試和標定設備溫度等方面 。在電力工業(yè)中已應用于鍋爐空氣預熱器 。

在煉鋼過程中有大量的中溫煙氣，也可利用中溫熱管來預熱空氣，使燃料充分燃燒，起到節(jié)能降耗的效果 。

中溫熱管空氣換熱器的現(xiàn)狀及應用：在實際生產的長期運行中，常常出現(xiàn)中溫熱管前幾排管子破裂，后幾排管子處于不工作狀態(tài)或工作狀態(tài)不佳等問題，而使中溫熱管至今仍處于研發(fā)階段。若能實現(xiàn)中溫熱管換熱器的工業(yè)化生產，那么不僅能促進節(jié)能技術的發(fā)展，而且可解決諸多工業(yè)生產的難題 。

中溫熱管空氣換熱器是由管內充有不同工質的熱管組成的組合式熱管換熱器，主要由熱管、隔板和殼體幾部分組成 。

1.中溫熱管空氣換熱器的類型：中溫熱管空氣換熱器屬于熱流體與冷凝體互不接觸的表面式換熱器，典型的熱管空氣換熱器即所謂的整體式熱管空氣換熱器，另外還有分離式熱管空氣換熱器 。

2.中溫熱管空氣換熱器的特性：傳熱性能好，結構緊湊、重量小，可調整的冷熱比，傳熱面局部破壞時,能確保兩流體彼此不滲透，一種熱源可加熱幾種不同介質 。

3.中溫熱管空氣換熱器的傳熱模型：傳熱有熱傳導、熱對流和熱輻射三種基本形式 。

4.中溫熱管空氣換熱器的設計計算：熱管空氣換熱器設計計算內容主要包括換熱器的熱力計算和換熱器的結構設計計算兩部分。熱管空氣換熱器的設計計算有兩種數(shù)學模型：一是常規(guī)計算模型,即把整個熱管空氣換熱器看成為一塊熱阻很小的間壁,其溫度變化是連續(xù)的，因而可以采用常規(guī)間壁式換熱器的計算方法進行設計計算；二是離散計算模型，即認為通過熱管空氣換熱器的熱流的溫度變化不是連續(xù)的，是通過每排熱管后，階梯式變化，因而可以通過離散的辦法來建立傳熱模型 。2100433B

【 權利要求 】 一種豎式熱管冷卻機，它由冷礦排礦鏈板機⑴、固定支座（2′）、低溫熱管預熱器⑵、熱管預熱管⑶、中溫熱管預熱器⑷、高溫熱管預熱器⑸、熱管蒸發(fā)器⑹、環(huán)形風道（23、45、60）、汽包⑺、蒸汽過熱器⑻、煙氣熱管預熱器（9、11）、風機（10、10′）、軟水管（3′、4′、 5′、6′、6″、15、16″、17）、蒸汽管（12、12″）、蒸汽外送管道（12′）、風管（13、13′、14、14′、16、16′）構成，其特征在于：冷礦排礦鏈板機⑴位于冷卻機排料口的下部，低溫熱管預熱器⑵、中溫熱管預熱器⑷、高溫熱管預熱器⑸和熱管蒸發(fā)器⑹依次從底部向上排列；在低溫熱管預熱器⑵上部設有環(huán)形風道（23），在中高溫熱管預熱器段內設有環(huán)形風道（45），在兩個熱管蒸發(fā)器⑹ 之間設有環(huán)形風道（60）；低溫熱管預熱器⑵的聯(lián)箱出水口與熱管預熱器⑶的聯(lián)箱入水口由軟水管（3′）聯(lián)通，熱管預熱器⑶的聯(lián)箱出水口與中溫熱管預熱器⑷的聯(lián)箱入水口由軟水管（4′）聯(lián)通，中溫熱管預熱器⑷的聯(lián)箱出水口與高溫熱管預熱器⑸的聯(lián)箱入水口由軟水管（5′） 聯(lián)通，高溫熱管預熱器⑸的聯(lián)箱出水口與兩個熱管蒸發(fā)器⑹的聯(lián)箱入水口由軟水管（6、6″）聯(lián)通；熱管蒸發(fā)器⑹的聯(lián)箱汽水出口經蒸汽管（12″）接通汽包⑺的入口，汽包⑺的出口經蒸汽管⑿聯(lián)通蒸汽過熱器⑻ 的入口，蒸汽外送管道（12′）聯(lián)通蒸汽過熱器⑻的蒸汽出口；在環(huán)形風道（60）與蒸汽過熱器⑻之間連接有風管⒀，蒸汽過熱器⑻與煙氣熱管預熱器⑼之間由風管（13′）聯(lián)通，煙氣熱管預熱器⑼的聯(lián)箱出水口與中溫熱管預熱器⑷的聯(lián)箱入水口由軟水管⒂聯(lián)通；煙氣熱管預熱器⑼與風機⑽的入口由風管⒁聯(lián)通，風機⑽的出口與環(huán)形風道（45）由風管（14′）聯(lián)通；在煙氣熱管預熱器⑾與環(huán)形風道（23）之間由風管⒃ 聯(lián)通，煙氣熱管預熱器⑾的聯(lián)箱出水口經管道⒄聯(lián)通熱管預熱器⑶的聯(lián)箱入水口，煙氣熱管預熱器⑾ 與風機（10′）之間由風管（16′）聯(lián)通。2100433B