热管及热管换热器
热管与热管换热器设计基础
热管是一种利用液体的湿润性和蒸发冷却原理进行热传导的装置，具有高效、均匀、可控的热传导能力。
热管换热器则是利用热管进行热传导和热交换的换热设备。
以下是热管和热管换热器设计的基础知识：1.热管的工作原理：热管由内外壳体、工作流体和蒸汽管组成。
当热管的工作端加热时，内部的工作流体沸腾产生蒸汽，蒸汽通过蒸汽管传输到另一端，然后在冷却区域重新凝结为液态，液体通过液管回流到工作端。
这样，热量通过蒸汽和液体的相变传导实现了从热源到热汇的传递。
2.热管特性：热管具有高导热性、无需外部能源驱动、传热均匀、尺寸小巧等特点。
它可以将热源与热汇之间的温度差降低到很小的范围，实现高效的热传导。
3.热管换热器设计要点：●热管选择：根据具体应用需求选择合适的热管，考虑工作温度范围、导热性能、流体类型等因素。
●散热需求：确定需要传热的功率和温度差，以便选择合适的热管尺寸和数量。
●热管布局：考虑热源和热汇的位置关系，设计合适的热管布局，使热量能够有效传导到需要的位置。
●换热介质：选择合适的换热介质（如空气、水、液体等），确定流体的流速和换热方式（对流、辐射等）。
●结构设计：考虑热管的结构材料、密封性、耐腐蚀性等因素，确保热管换热器的稳定性和可靠性。
4.热管换热器的应用：热管换热器广泛应用于电子设备散热、航天器热控、工业生产过程中的热回收等领域。
它在提高换热效率、降低设备体积和重量方面具有重要的作用。
总而言之，热管和热管换热器的设计基础包括热管工作原理、热传导特性、热管选择、散热需求、热管布局、换热介质选择以及结构设计等方面。
这些基础知识是设计高效热管换热器的关键。
热管换热器的结构形式
热管换热器的结构形式（三）热管换热器的结构形式以热管为传热单元的热管换热器是一种新型高效换热器，其结构如图片4-50、图片4-51所示，它是由壳体、热管和隔板组成的。
热管作为主要的传热元件，是一种具有高导热性能的传热装置。
它是一种真空容器，其基本组成部件为壳体、吸液芯和工作液。
将壳体抽真空后充入适量的工作液，密闭壳体便构成一只热管。
当热源对其一端供热时，工作液自热源吸收热量而蒸发汽化，携带潜热的蒸汽在压差作用下，高速传输至壳体的另一端，向冷源放出潜热而凝结，冷凝液回至热端，再次沸腾汽化。
如此反复循环，热量乃不断从热端传至冷端。
【图片4-50】热管换热器。
【图片4-51】热管示意图。
热管按冷凝液循环方式分为吸液芯热管、重力热管和离心热管三种。
吸液芯热管的冷凝液依靠毛细管的作用回到热端，这种热管可以在失重情况下工作；重力热管的冷凝液是依靠重力流回热端，它的传热具有单向性，一般为垂直放置离心热管是靠离心力使冷凝液回到热端，通常用于旋转部件的冷却。
热管按工作液的工作温度分为深冷热管、低温热管、中温热管和高温热管四种。
深冷热管在200K以下工作，工作液有氮、氢、氖、氧、甲烷、乙烷等；低温热管在200~550K 范围内工作，工作液有氟里昂、氨、丙酮、乙醇、水等；中温热管在550~750K范围内工作，工作液有导热姆A、水银、铯、水及钾─钠混合液等；高温热管在750K 以上工作，工作液有液态金属钾、钠、锂、银等。
热管的传热特点是热管中的热量传递通过沸腾汽化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行，由于沸腾和冷凝的对流传热强度都很大，而蒸汽流动阻力损失又较小，因此热管两端温度差可以很小，即能在很小的温差下传递很大的热流量。
因此，它特别适用于低温差传热及某些等温性要求较高的场合。
热管换热器具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等优点，可用于气─气、气─液和液─液之间的换热过程。
热管及其换热器在烟气余热回收中的应用_王斌斌
利用热管能够方便地在热源与冷源间实现热传递， 把 若干支路热管组装成一体，中间用隔板把热管的蒸发段 和凝结段隔开，形成了冷、热介质的流道，把热源中的 热量源源不断地传给冷源，这种热管元件的组装体就是 热管换热器。 典型的热管换热器，其外形一般为长方体，主要部 件为热管管束、外壳、隔板。热管的蒸发段和凝结段被
2 2.1
热管换热器的结构和基本特性 热管换热器的结构 热管换热器是常见的结构，如图 2 所示。
图2
热管换热器结构图
严格， 冷热流体不能相互污染的情况下进行热交换时， 热 管换热器自然是理想的换热设备。 (4) 热管换热器有较高的防积灰堵灰能力：热管是烟 气在管外壁流动横掠换热，烟气的扰动性加强。再加上 热管壁温高，管壁壁温高，管外始终呈干燥状态，因此， 也就不会结焦不易粘附烟灰， 因而它就能有效地防止堵塞。 (5) 热管换热器有较高的抗低温腐蚀能力：烟气进入 低温受热面后，其中的水蒸汽可能由于烟温降低或在接 触温度较低的受热面时发生凝结。烟气中水蒸汽开始凝
1＝ 1
ln
1
1 1 1 1
式中： 为烟气的放热量： ＝
38
加热设备
结的温度称为水露点。水露点一般比较低，所以一般不 易在低温受热面发生结露，但如果凝结时可能使受热面 金属产生氧腐蚀。 当燃用含硫燃料时，硫燃烧后形成二氧化硫，其中 一部分会进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中水 蒸汽结合成硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为 酸露点。它比水露点要高很多。烟气中三氧化硫含量愈 多，酸露点就愈高。烟气中硫酸蒸汽本身对受热面的工 作影响不大。但当它在壁温低于酸露点的受热面上凝结 下来时，就会对受热面金属产生严重腐蚀作用。这种由 于金属壁低于酸露点而引起的腐蚀称为低温腐蚀。强烈 的低温腐蚀通常发生在低温级空气预热器中空气和烟气 温度最低的区域。烟气对受热面低温腐蚀常用酸露点的 高低来表示。露点愈高，腐蚀范围愈广，腐蚀也愈严重。 其腐蚀速度与金属壁面温度有很大关系，如图 3 所示。 由图 3 可见，随着金属壁面温度的降低，出现了两 个严重腐蚀区和两个相对安全区。对于一定的煤种及运 行方式，腐蚀曲线也是一定的。对于一般的管式空气预 热器采用诸如提高排烟温度和热风再循环以及暖风机提 高入口风温等措施，可以避开第一个严重腐蚀区，但是， 第一个严重腐蚀区是难以避免的。而对于热管空气预热 器，在设计中，可根据锅炉工况特点调整热管加热段和 冷凝段的长度，以及调整低温处热管冷、热两段翅片的 间距、数量等办法来调整烟气侧与空气侧的热阻比，从 而达到控制热管壁温。使烟气侧壁温高于运行工况酸露 点温度，而避开硫酸蒸汽的结露。 所以 ＝ 式中：
热管换热器工作原理及特点-概述说明以及解释
热管换热器工作原理及特点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热管换热器是一种高效换热设备，利用热管作为传热介质，通过在换热器内部的传热管路中进行传热工作，实现热量的传递和换热。
热管换热器具有结构简单、能耗低、换热效率高等特点，在工程领域得到了广泛的应用。
本文将重点介绍热管换热器的工作原理、特点以及在工程应用中的优势，希望通过深入的研究和分析，能为读者提供更加全面和深入的了解，为今后热管换热器在工程实践中的应用提供借鉴和参考。
1.2 文章结构本文将首先介绍热管换热器的工作原理，包括其基本工作原理和传热过程，以帮助读者深入了解热管换热器的工作机制。
接着，我们将探讨热管换热器的特点，包括其高效换热、结构简单等优势，以便读者对热管换热器在工程中的应用有更全面的认识。
最后，我们将重点讨论热管换热器在工程应用中的优势，以展示其在实际工程中的重要性和价值。
通过对热管换热器的原理、特点和应用优势进行全面介绍，本文旨在帮助读者深入理解和应用热管换热器技术。
1.3 目的：本文旨在深入介绍热管换热器的工作原理及特点，探讨其在工程应用中的优势。
通过对热管换热器的全面解析，旨在帮助读者全面了解该换热器的优点和适用领域，为工程实践提供参考和指导。
同时，通过对热管换热器未来发展前景的展望，进一步探讨该技术在换热领域的潜力和发展方向。
希望本文能为读者提供一份全面且深入的研究参考，促进热管换热器技术的不断创新与发展。
2.正文2.1 热管换热器的工作原理热管换热器是一种利用热管换热原理实现热量转移的换热设备。
其工作原理是通过热管内介质的相变过程来实现热量的传递。
热管换热器主要包括蒸发段和冷凝段两部分。
在蒸发段，工作介质（如液态水）受热后蒸发成为蒸汽，蒸汽通过热管的热传递作用被传输到冷凝段。
在冷凝段，蒸汽失去热量后冷凝成为液态介质，释放出的热量再次通过热管传递到冷却介质。
通过这样的过程，热管换热器实现了热量的高效传递，并具有一定的节能效果。
热管换热器操作规程
热管换热器操作规程
《热管换热器操作规程》
一、操作人员必须经过培训并持有相关证书才能进行热管换热器的操作。
二、在进行换热器操作之前，必须确保设备处于停机状态并完全冷却。
三、在操作过程中，必须严格按照操作手册和操作规程进行操作，任何违反规定的行为都将受到严厉处理。
四、在开启换热器之前，必须检查管路及阀门的状态，确保无堵塞和泄漏现象。
五、在操作过程中，必须注意保持设备的清洁，并每隔一段时间对设备进行清洗和保养。
六、在换热器操作结束后，必须及时关闭阀门并进行设备的冷却处理。
七、在操作结束后，必须对设备进行全面的检查，确保设备完好无损并且安全可靠。
八、在操作过程中，如有任何异常情况出现，必须立即停止操作并进行报告。
九、操作人员必须严格遵守安全操作规程，确保自己和他人的安全。
十、操作过程中如遇紧急情况，必须立即采取应急措施，并及时向上级领导和相关部门汇报。
十一、对于长期停用的设备，必须进行定期检查和保养，确保设备能够正常运行。
以上是热管换热器操作规程的相关内容，希望每位操作人员都能严格遵守规程，确保设备的安全运行。
(完整word版)热管换热器设计计算及设计说明书
热管换热器设计计算及设计说明书第一章热管及热管换热器的概述热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。
具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。
将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。
热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明[1］,它是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。
随着热管制造成本的降低，尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决，热管凭借其巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中.热管气—气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代传统的管壳式换热器。
热管气-气换热器是目前应用最广泛的一种气—气换热器.我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。
大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气—气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥,因此应用前景非常广阔。
据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85％，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。
如果我国锅炉的热效率能够提高10％，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义[2~6].利用热管气—气换热器代替传统的管壳式气—气换热器,一方面,能够大大提高预热空气进入炉内的温度，降低烟气温度,从而大大提高锅炉的热效率；另一方面,热管气—气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费用大大降低. 1。
1 热管及其应用热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。
热管换热器节能的原因
热管换热器节能的原因
热管换热器相比传统换热器具有一些节能优势，具体原因如下：
1.高换热效率：热管换热器采用热管作为换热元件，热管内部充满工作介质，可以实现高效的传热。
由于其内部工作介质的回流和再循环，热管换热器能够以更高的速度实现换热，从而提高了能量利用率。
2.传热距离短：采用热管换热器可以减少传热距离，因为热管可以将热量快速传递到需要的位置，减少了热能传输的损失。
3.少量流体：传统换热器需要较大的流体量来进行换热，而热管换热器只需要很少的流体就能实现高效的换热。
这意味着更少的流体泵送能耗和处理成本。
4.节省能源：由于热管换热器能够以更高的效率进行换热，并且需要较少的流体量，从而可以实现节约能源的效果。
热管换热器具有高效的传热性能，可以减少传热距离、使用少量流体以及节省能源，因此在许多工业和商业应用中被广泛采用以实现节能环保的目的。
换热器培训教程
换热器培训教程一、换热器的概述换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备。
简单来说，它的作用就是将热量从一种流体传递到另一种流体，以满足工艺需求或实现能源的有效利用。
换热器在工业生产中的应用非常广泛，比如化工、石油、制药、食品、动力等众多领域。
它不仅能够提高能源的利用效率，降低生产成本，还能在一些工艺过程中起到关键的作用，如加热、冷却、冷凝、蒸发等。
二、换热器的类型换热器的种类繁多，常见的有以下几种：1、板式换热器板式换热器由一系列具有一定波纹形状的金属板片叠装而成。
板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。
它的优点是传热效率高、结构紧凑、占地面积小、重量轻，但也存在密封垫片容易老化、工作压力和温度受限等缺点。
2、管壳式换热器管壳式换热器由壳体、管束、管板、封头、折流挡板等组成。
一种流体在管内流动，另一种流体在壳程内流动，通过管壁进行热量交换。
这种换热器结构坚固、可靠性高、适应性强，能承受高温高压，但传热效率相对较低，占地面积较大。
3、螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两张平行的金属板卷制而成，形成了两个螺旋形通道。
冷热流体在通道内逆向流动进行换热。
它的优点是结构紧凑、传热效率高，但制造难度较大，维修不太方便。
4、热管换热器热管换热器利用热管内工质的蒸发和冷凝来传递热量。
热管具有极高的导热性能，能够在很小的温差下传递大量的热量。
这种换热器具有传热效率高、结构简单等优点，但成本相对较高。
5、空气冷却器空气冷却器是以空气作为冷却介质，使高温流体得到冷却。
它常用于石油化工等领域中对高温气体的冷却，具有节水、节能等优点。
三、换热器的工作原理无论哪种类型的换热器，其工作原理都是基于热量传递的三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导是指由于物体内部或物体之间存在温度差，使得热量从高温处向低温处传递的现象。
在换热器中，通过固体壁面（如管壁、板壁等）的传热就属于热传导。
热对流是指由于流体的宏观运动，使得流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
热管及热管式换热器的研究
热管及热管式换热器的研究文章来源：中国换热器网添加人：admin 添加时间：2008-12-10<DIV><FONT face=Verdana>热管及热管式换热器的研究</FONT></DIV><DIV> </DIV><DIV><FONT face=Verdana> 能源是发展国民经济的重要物质基础，是人类赖以生存的必要条件，能源的开发和利用程度直接影响着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的提高，余热回收是合理利用能源、节约能源、提高能源利用率等方面不可忽视的问题。
热管是一种具有高效传热性能的元件，它可利用很小的截面积远距离传输大量热量而无需外加动力。
热管式换热器具有输热能力大、均温性能优良、传热方向可逆、热流密度可变、适应环境能力较强、阻力损失较小等优点，所以热管式换热器能较大限度的回收利用低品位余热。
< BR> 1热管及热管式换热器的发展<BR> 1．1热管工作原理及特点<BR> 热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的元件，一般由管壳、吸液芯、工质组成，管壳通常由金属制成，两端焊有端盖，管壳内壁装有一层由多孔性物质构成的管芯(若为重力式热管则无管芯)，管内抽真空后注入某种工质，然后密封。
热管可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三个部分，当热源在蒸发段对其供热时，工质自热源吸热汽化变为蒸汽，蒸汽在压差的作用下沿中间通道高速流向另一端，蒸汽在冷凝段向冷源放出潜热后冷凝成液体；工质在蒸发段蒸发时，其气液交界面下凹，形成许多弯月形液面，产生毛细压力，液态工质在管芯毛细压力和重力等的回流动力作用下又返回蒸发段，继续吸热蒸发，如此循环往复，工质的蒸发和冷凝便把热量不断地从热端传递到冷端。
<BR> 由于热管是利用工质的相变换热来传递热量，因此热管具有很大的传热能力和传热效率。
什么是热管换热器
什么是热管换热器热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。
热管式换热器：是指利用热管原理实现热交换的换热器。
有若干支热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内构成，中热管式换热器是指利用热管原理实现热交换的换热器。
有若干支热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内构成，中隔板与热管加热段、冷却段及相应的壳体内腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道申横掠热管束连续流动实现传热。
多用于余热回收工程。
热管换热器涉及换热器结构的改进，尤其是热烟道上的换热器结构的改进；解决以往烟道中换热器传热效率低的问题；该热管换热器是由炉体、集灰池墙体、隔板、隔墙板、换热管、挡水板、进、出水管构成，其主要改进是在下部构成集灰池，在上面的储水池中安装挡水板；其优点是消除受热介质直流现象，使受热介质受热均匀，提高传热效率，再加上在下部设置了集灰池，使换热管减少灰尘的沉积，提高了传热效率；该热管换热器可以广泛的安置在热烟道中，尤其是安置在窑炉排烟道中回收利用余热效果明显，受热介质可以取暖、可以洗浴。
热管换热器的应用热管换热器的构造原理：热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。
热管还具有均温特性好、热流密度可调、传热方向可逆等特性。
用它组成换热器不仅具有热管固有的传热量大、温差小、重量轻体积小、热响应迅速等特点，而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、进、排风流道便于分隔、互不渗漏等特点。
热管是由内壁加工有槽道的两端密封的铝（轧）翅片管经清洗并抽成高真空后注入最佳液态工质而成，随注入液态工质的成分和比例不同，分为KLS低温热管换热器、GRSC-A 中温热管换热器、GRSC-B高温热管换热器。
热管一端受热时管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。
热管、转轮、板式换热器热回收的比较
ⅳ.安装的位置应便于芯体更换
本文来源：中国热回收网
热管、转轮、板式换热器热回收的比较
随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的 不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响 到人们的工作和生活环境，人们对室内空气品质的要求也越 来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室内环境，特别是经 历了 SARS 的袭击，人们越来越注重室内空气品质，对引进 室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量 的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种 有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交 换。热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。
⑵热管换热器的结构决定了它是典型的逆流换热，热管 又几乎是等温运行，因此热管换热器具有很高的效率。
⑶因冷热气体的换热在热管的外表面进行，容易扩展受 热面积。
⑷冷热气体中间用隔板隔开，没有泄漏，因此没有交叉 污染问题。
⑸由于流体流动通道宽敞，阻力损失小。 ⑹每根热管完全独立，维修方便。 ⑺从环境的适应性，余热回收效率、压力损失、防止堵 塞、清洗、寿命等综合指标看，热管换热器占据优势。
1.设备体积较大，需占用较多 建筑空间
2.没有传动设备，不消耗电力 2.易脏堵，不易清洗，阻力大。
3．不需要中间热媒
3.大风量时，选用有局限性
4.设备费低
4.1 板式换热器设计选用时应注意：
i.仅适用一般空调工程，当排风中含有有害成份时，不 宜选用。
ii.因阻力损失较大，为了在过渡季节能利用新风，减少 能耗，在换热器旁应设计旁通风管，以便让新风从旁通通过。
缺点
3.4 设计注意事项：
a.低温热管适用于温度-40℃~80℃，全年可使用，回收 冷量时，角度与热量相反。
热管换热器及设计计算
冷流体4.9t/h 进口温度70℃ 出口温度135℃
热流体速度 0.8m/s
冷流体速度 1.5m/s
螺旋板式换热器板宽 0.3m
? 设计结果
换热面积 8.4m2
螺旋通道长度 14m
THANKS
? 翅片材料-低碳钢 焊接方式-高频焊接
? 光管外径0.032m 热管内径0.027m
? 热管全长2m
翅片高度0.015m
主要设计步骤
? 计算传热量、空气流出口温度和对数平均 温差
? 确定引风面积、迎风面管排数 ? 求总传热系数 ? 求加热侧总传热面积、热管换热器根数 ? 求换热器纵深方向排数 ? 求流体通过热管换热器的压力降
? 常规设计计算法与常规间壁式换热器相似 将热管群看成是一块热阻很小的“间
壁”，热流体通过“间壁”的一侧不断冷却， 冷流体通过“间壁”的另一侧不断被加热。
主要原始数据
? 排烟烟气流量4507m3/h 温度240-260℃
? 预热空气流量3800m3/h
进口温度20℃ 出口温度160-170℃
? 热管工质-水 管壳材料-20号锅炉无缝钢管
主要内容
? 热管介绍 ? 热管换热器分类 ? 热管换热器设计计算 ? 热管技术的应用 ? 螺旋板换热器介绍 ? 螺旋板换热器设计计算
热管的介绍
? 热管一般由管壳、毛细多孔材料 吸液芯和工作介质组成。
? 在蒸发段吸热热量气化成气体； ? 在冷凝段放出气化潜热热凝结成
液体； ? 在工业利用中，工作介质依靠重
螺旋板式换热器较多采用液 -液换热。
螺旋板式换热器分类
1、按流动方式分 ? 逆流型 ? 错流型 ? 混合型 2、按焊接方式分 ? “Ⅰ”型 螺旋体端面全部焊
热管式换热器工作原理
热管式换热器工作原理
热管式换热器是用来转换热量的设备。
它通过可靠的物理接触，
可以将流经其中的冷热流体的温度差转换为有效的传热量。
热管式换
热器的基本工作原理是将两个不同温度的流体进行热交换。
在管路中，冷热流体分别进入上部和下部的两个室，流量的大小和温度的不同密
切相关。
这样，当温热的流体流经热管，其热能被传递到冷流体中，
冷流体接受了热能，其温度会随之升高。
同样，当冷流体流经热管时，其温度也会随之降低，温热的流体则可以继续从上部室得到热能。
在传热单元中，冷热流体分别由上部室和下部室流入，并在换热
器壁上交换温度。
换热器壁上的冷热差热量会阻碍流体的流动，在一
定程度上减慢流体的流速，减少潜热的损失。
同时，热管式换热器的
物理构型和结构也有助于减少热量的损失。
两侧流体在换热器中的反
复往复运动，有效地实现了传热过程，使冷热流体的温度差得到控制
和调节，最终达到热能转换效果。
热管式换热器具有以下优点：结构紧凑，安装和拆卸简便；操作
可靠，耗能低；使用温差低，温差高可以获得较好的高热量效果；具
有传热效率高，不需要额外的加热设备；热能转换效率高，温度变化
范围广等优点。
因此，热管式换热器深受工业市场的欢迎，得到了广
泛的应用。
热管换热器(热管换热器)
Principle and design of heat exchanger 2015
③Hale Waihona Puke 旋转热管：工作液体的回流依靠离心力的分力作用
④ 重力辅助热管：同时受到毛细力和重力作用使凝液回流。当具有吸液芯的热管处于 冷凝段在加热段上方位置时，热管就将按重力辅助热管方式运行
Principle and design of heat exchanger 2015
换热器
原理与设计
Principle and design of heat exchanger
Principle and design of heat exchanger 2015
3.5 热管换热器
热管换热器是一种新型、高效、节能换热器，广泛使用于航天航空业，并逐步 用于加热炉对流室烟气余热回收中。它是由数根热管组成的。热管外部装有翅片以 提高传热效果。热管管束中间装有隔板，冷、热流体分别在隔板的两侧流动，通过 热管进行热量传递。
Principle and design of heat exchanger 2015
3）工作液 对工作液的要求： 要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸点，较低的粘度及良好的
稳定性 应有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力，使毛细结构能对工作液作用并产生
必须的毛细力 不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，否则被溶解的物质将积累在蒸发段破坏毛
Principle and design of heat exchanger 2015
3.5.2 热管的结构
轴向分为三个区域：蒸发段（或称热源段、热端）、蒸发输送段（或称绝热段）、 冷凝段（或称热汇段、冷端）
余热回收用热管及热管式换热器的研究
加热设备
工业加热》 ６卷２０ 第３ ０７年第 ４ 期
余热回收用热管及热管式换热器的研究
董 其 伍 ， 王 丹 ， 刘敏 珊
（ 郑州大学 化学 工程 学院，河南 郑州 ４００ ） ５ ０ ２
摘要 ：简要介绍 了热管及热管式换热器 的工作原理 ，热管式换 热器在工业余热 回收 中的应用 ，以及热管式换热器运行过程 中防止积
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它可利用很 小的截面积远距 离传输 大量热量 而无需外加 动力 。 热管式换热器 具有输热能力大 、 均温性能优 良、 传 热方 向可逆 、热流密度可变 、适应环境 能力较 强 、阻力 损失较小 等优点，所 以热 管式换热器 能较大 限度 的 回收 利用低品位余热 。
热管换热器bes的工作原理
热管换热器bes的工作原理
热管换热器（BES）的工作原理是基于热管技术，是一种高效的热交换设备。
其工作原理可以简要概括为：热管内部的工作介质在受热时蒸发并形成蒸汽，蒸汽在压力作用下在管内传输，流向冷端。
在冷端，蒸汽失去热量，重新凝结成液体。
这一过程中释放出的热量被传递到热管的外表面，然后再传递给外部环境或需要加热的物体。
热管内部的工作介质循环流动，不需要任何机械泵或风扇来推动，这是热管式换热器的一大优势。
这种自然循环的过程使得热管能够高效传递热量，而且可以在各种环境条件下工作，包括重力微弱的太空中。
而BES换热器的工作原理是将流体引导进入多个相互交错的块中，流体在
块的内部形成旋流运动，从而增加了热传递表面积，提高了热传递效率。
如需了解更多关于热管换热器（BES）的工作原理，建议咨询专业人士获取
帮助。
热管式热交换器设计说明
本科毕业设计说明书热管式热交换器（烟气余热回收空气预热器）Heat pipe heat exchanger (flue gas heat recovery air preheater)摘要热管是一种依靠管内工质的蒸发，凝结和循环流动而传递热量的部件。
由热管元件组成的，利用热管原理实现热交换的换热器称之为热管换热器。
热管换热器最大的特点是：结构简单，传热效率高、动力消耗小。
其越来越受到人们的重视，是一种应用前景非常好的换热设备。
目前，它被广泛应用于动力、化工、冶金、电力、计算机等领域。
本文就热管换热器的发展现状、趋势、应用及设计做了一个简要的论述，着重探讨了热管换热器的设计。
在讨论热管换热器的设计过程中，主要针对热力计算，设备结构计算、元件参数的选择做了一个合理构建。
关键词：热管；热管热交换器；设计计算；ABSTRACRely on heat pipe is a pipe working fluid evaporation, condensation and recycling the flow of heat transfer member. Components of the heat pipe, heat pipe principle the use of heat exchange heat exchanger called the heat pipe heat exchanger. Heat pipe heat exchanger biggest feature is: simple structure, high heat transfer efficiency, power consumption is small. Which more and more people's attention, is a very good application prospects heat transfer equipment. Currently, it is widely used in power, chemical, metallurgy, electric power, computers and other fields. In this paper, the development of heat pipe heat exchanger status, trends, application and design to make a brief discussion, focused on the heat pipe heat exchanger design. In discussing the heat pipe heat exchanger design process, mainly for thermal calculation, equipment, structural calculations, component selection of parameters made a reasonable construction.Key words：Heat pipe；Heat pipe heat exchanger；Design calculations；目录第一章绪论 (1)第一节热管及热管换热器概述 (1)第二节热管及其应用 (3)1.2.1热管的构造原理 (3)1.2.2热管的工作原理 (7)1.2.3热管的基本特性 (8)1.2.4热管分类 (8)1.2.5热管技术 (9)1.2.6热管技术特点 (10)第二章热管换热器 (12)第一节热管换热器技术优势 (12)第二节热管换热器的分类 (12)第三节换热器应用前景 (14)第三章热管气-气换热器设计中应注意的问题 (16)第四章热管气-气换热器设计步骤 (17)第一节计算步骤 (17)第二节符号说明 (19)第三节标注说明 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)外文资料及翻译 (35)任务书 (55)第一章绪论第一节热管的发展及现状在现有的传热元件中，热管是我们所知的最高效的传热元件之一，它能将大量热量通过其特别小的截面积远距离地传输而不需要外加动力。
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• 1944年，美国通用发动机公司，R.S Gaugler首先提出 热管设想及概念。用于冷冻装置专利。
• 1963年，Los Alamos国家实验室的G.M.Grover独立发 明类似传热元件，并付诸实践，测试、64年发表论文 正式命“Heat Pipe”。证明了其“超导热性”。实验 为5200W不锈钢——钠有芯热管。
图2.1 热管示意图 1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—和冷凝段 三部分。
热管的管壳是受压部件，要求由高导热率、耐压、耐热应力的材料制 造。在材料的选择上必须考虑到热管在长期运行中管壳无腐蚀，工质与 管壳不发生化学反应，不产生气体。
管壳材料有多种，以不锈钢、铜、铝、镍等较多，也可用贵重金属铌、 钽或玻璃、陶瓷等。管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来，在热端 和冷端接受和放出热量，并承受管内外压力不等时所产生的压力差。
• 1990年后热管在理论、实验、结构、应用等方面长足 发展，尤其今天，节能减排中发挥巨大作用。
• 1973年德国斯图加特（Stuttgart)第一届国际热管会议， 以后分别在不同国家举行，现已召开十五次，其中两 次在中国举行。
• 2010年4月，第十五届国际热管会议(15thInternational Heat Pipe Conference)在美国南卡罗来纳州召开。本 届会议论文大会报告：1、环路热管；2、芯结构和工 质；3、环路热管的建模；4、热虹吸管；5、热管的基 础和建模；6、空间热管和技术；7、小型热管；8、平 板热管和蒸汽腔；9、特殊热管和技术；10、脉动热管； 11、热管的工业应用。
热管——简单讲，以真空相变原理工作的一种极其 高效的传热元件
实验对 比
热管的研究背景
当今传热工程面临两大问题：研究高绝热材料和高导热 材料。
具有良好导热性的材料有铝[(λ＝202W/m•℃)]、柴铜[λ＝ 385W/ m•℃]、和银：λ＝410W/ m•℃)]，但其导热系数只能 达到 102W/m•℃的数量级，远不能满足某些工程中的快速散 热和传热需要，热管的发明就解决了这一问题。
• 我国的热管技术工业化应用的开发研究发展迅速，学术交流 活动也十分活跃。 1983年哈尔滨第一届全国热管会议直到 2010年深圳第十二届全国热管会议，推动我国热管事业发展。
• 热管骗子例子
1. 3 吉林大学（原吉林工大）研究进展
• 1983年开始研究，参加第一届热管会议，东北热管协 会理事单位。
• 汽车热管采暖装置 • 热管式锅炉节能消烟装置 • 硫酸工业热管换热器 • 内燃机排气蒸发喷射节能装置 • 热管式可控硅散热器研究 • 热管热风炉 • 平板及多槽道微热管研究 • 真空相变供热装置及系统 • 热管锅炉及真空相变锅炉 • 异形分离式热管研究
2 热管工作原理
2.1 热管的组成（典型热管）管壳、吸液芯、工质
• 1965年，美Cotter首次提出较完整的热管理论
• 1967年， Los Alamos国家实验室将一不锈钢——水热 管放入人造卫星，空间零重力传热试验成功。从此 ， 各国科学家纷纷研究，热管技术大发展。
• 1969年，日本、前苏联发明不同种类热管，如可变导 热管，旋转热管等。
• 1970年，美国出现商品热管。空间到地面，开始应用。 最著名：阿拉斯加输油管线支撑，112000根氨热管， 9——23米，保证永冻土。
• 从论文来看，环路热管、脉动热管和特殊热管等仍然 是当今热管研究的热点，热管的结构和工质改进等仍 是提高热管性能和适用性的重要议题。
1. 2 中国情况
• 1970年后，热管性能研究。空间飞行器、高温热管及可控硅 散热方面应用研究。 1976年12月7日，在卫星上首次应用热 管取得了成功；我国气象卫星也应用了热管，取得了预期的 效果。
热管：是一种传热性极好的人工 构件，常用的热管由三部分组成： 主体为一根封闭的金属管（管 壳），内部空腔内有少量工作介 质（工作液）和毛细结构（管 芯），管内的空气及其他杂物必 须排除在外。热管工作时利用了 三种物理学原理：
⑴在真空状态下，液体的沸点降低； ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多； ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使 液体流动。
热管的相当导热系数可达105 W/m•℃的数量级．为一般金 属材料的数百倍乃至上千倍。它可将大量热量通过很小的截 面积远距离地传输而无需外加动力。由于热管具有导热性能 好、结构简单、工作可靠、温度均匀等良好性能．
热管是传热领域的重大发明和科技成果，给人类社会带来 巨大的实用价值。
卫星传热例子
1 热管技术回顾（发展史）
热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构， 通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式 紧贴内壁以减小接触热阻，衬里也可由多孔陶 瓷或烧结金属构成。如右图所示为几种不同的 管芯的结果示意图
热管的工作液要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸 点，较低的粘度及良好的稳定性。工作液体还应有较大的表面张力和 润湿毛细结构的能力，使毛细结构能对工作液作用并产生必须的毛细 力。工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，否则被溶解的物 质将积累在蒸发段破坏毛细结构。
• 1980年后，热管研究重点转向节能及能源利用领域。相继开 发了气气式热管换热器、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生 器、高温热管热风炉等。从1987到1991年．我国先后在四川、 福建、北京、浙江、河北等地8台130t／h以上电站锅炉上应 用了大型热管换热器，回收烟气余热加热锅炉鼓风空气。
• 1990年后，碳钢——水两相闭式热虹吸管研究走在世界前列。 热管研究及应用领域不断拓宽，航天、化工、动力、冶金、 建筑、食品等几乎各个领域。
• 1974年后，热管换热器应用于节能及新能源开发，美、 日领先。
• 1980年，美Q-Dot公司热管余热锅炉，日帝人公司锅 炉给水预热器，然后回转式、分离式等新结构出现， 日趋大型化及工业化。
• 1984年，Cotter 微型热管理论。出现毛细泵热管、回 路热管等应用航天及电子工业。长距离挠性热管等应 用特殊场合。