热管及热管式换热器的研究
管式换热器工作原理
管式换热器工作原理
管式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业领域。
它通过管壳两侧流体间的热量传递，实现冷热流体的热交换，从而达到加热或冷却的目的。
管式换热器的工作原理主要包括传热方式、传热系数、流体流动方式等几个方面。
首先，管式换热器的传热方式有对流传热和传导传热两种。
对流传热是指流体与管壁之间的热交换，而传导传热则是指流体内部的热传递。
在管式换热器中，流体与管壁之间的对流传热是主要的传热方式，而传导传热则相对较小。
了解传热方式有助于我们更好地设计和运用管式换热器，提高其传热效率。
其次，传热系数是影响管式换热器传热效果的重要因素之一。
传热系数受到流体性质、管壁材料、管道布置方式等多种因素的影响。
对于传热系数的计算和分析，可以帮助我们评估管式换热器的传热性能，从而进行合理的选择和使用。
另外，流体流动方式也对管式换热器的工作原理产生影响。
在管式换热器中，流体可以采用串联流动、并联流动等不同的流动方式。
不同的流动方式会导致流体在管内的流速、温度分布等参数不
同，进而影响传热效果。
因此，合理选择流体流动方式对于提高管式换热器的传热效率至关重要。
综上所述，管式换热器的工作原理涉及传热方式、传热系数、流体流动方式等多个方面。
了解这些工作原理有助于我们更好地设计、选择和使用管式换热器，提高其传热效率，满足工业生产中的换热需求。
希望本文所述内容对您有所帮助，谢谢阅读。
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。
热管式换热器毕业设计开题报告
热管式换热器毕业设计开题报告《热管式换热器毕业设计开题报告》一、选题背景随着工业技术的不断发展和进步，热管式换热器作为一种高效换热装置逐渐受到广泛关注和应用。
热管式换热器以其高效的传热性能、紧凑的结构设计和广泛适用的换热介质等特点，在航天、船舶、军工等领域得到广泛应用。
然而，热管式换热器在实际应用中还存在着一些问题，如传热性能的提升、运行稳定性的改善等方面仍有待解决。
因此，通过对热管式换热器进行深入研究，对其性能进行优化和改进，具有重要的现实意义和理论价值。
二、选题目的和意义本课题旨在通过对热管式换热器进行理论研究和实验探究，揭示其传热机理，深入了解其性能特点，进一步优化其传热性能和流动性能。
通过研究热管式换热器的工作原理和性能特点，可以为热管式换热器的设计、制造和应用提供重要的理论和实验基础。
此外，研究热管式换热器的传热特性和流动特性，对于提高工业过程中的热能利用效率、降低能源消耗，具有重要的经济和环境效益。
研究成果还可为热管式换热器的新型结构设计和优化提供理论指导，为工程应用提供技术支持。
三、选题内容和研究方法本课题主要研究热管式换热器的传热机理、性能特点和流动性能。
具体内容包括：1.研究热管式换热器的工作原理和传热机理，探究其传热性能及影响因素；2.搭建热管式换热器的实验平台，进行温度场和流动场的测试；3.通过实验，对比不同参数下的热管式换热器的传热效果，得出结论；4.基于实验数据，建立数值模型，对热管式换热器进行模拟计算，验证实验结果；5.提出优化方案并进行实验验证，改善热管式换热器的传热性能和流动性能。
研究方法主要包括文献调研、理论分析、实验研究和数值计算等。
通过文献调研，了解热管式换热器的研究现状和发展趋势；通过理论分析，推导热管式换热器的传热机理和性能特点；通过实验研究，搭建实验平台，进行传热性能和流动性能的测试；通过数值计算，建立数学模型，模拟热管式换热器的工作过程，验证实验结果。
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。
热管换热器实验报告
热管换热器实验报告热管换热器实验报告摘要：本实验通过对热管换热器的性能进行测试和分析，探究其在热传导中的应用潜力。
实验结果表明，热管换热器具有高效、节能、可靠的特点，适用于多种工业领域。
引言：热管换热器是一种利用热管传导热量的换热设备，其原理基于热管内工作流体在高温端吸热、低温端释热的特性。
热管换热器由热管、外壳、冷却介质等组成，广泛应用于空调、电子设备、航天器等领域。
实验方法：本实验使用了一台自行设计的热管换热器实验装置，主要包括一个加热器、一个冷却器和一个观测仪器。
首先，将热管换热器装置连接好，并确保无漏气现象。
然后，通过控制加热器的电压和电流，提供一定的热源。
同时，通过调节冷却器的温度，模拟不同的冷却条件。
最后，利用观测仪器记录热管换热器的温度变化情况。
实验结果与分析：在实验过程中，我们改变了不同的加热功率和冷却温度，记录了热管换热器的温度分布。
实验结果显示，随着加热功率的增加，热管的温度逐渐升高，而冷却端的温度则相应下降。
这表明热管换热器能够有效地将热量从高温端传导到低温端。
此外，我们还发现热管换热器的性能受冷却温度的影响。
当冷却温度较低时，热管换热器的传热效果更好，温度差也更大。
而当冷却温度较高时，热管换热器的传热效果会受到一定的限制，温度差较小。
这说明在实际应用中，选择合适的冷却温度对于热管换热器的性能至关重要。
讨论与展望：热管换热器作为一种高效、节能的换热设备，具有广泛的应用前景。
在空调领域，热管换热器能够提高空调系统的能效，减少能源消耗。
在电子设备领域，热管换热器能够有效地降低电子元件的工作温度，提高设备的稳定性和寿命。
在航天器领域，热管换热器能够应对极端的温度环境，确保航天器的正常运行。
然而，热管换热器仍然存在一些挑战和待解决的问题。
例如，热管换热器的制造成本较高，需要进一步降低生产成本。
同时，热管换热器的可靠性和耐久性也需要进一步提高，以满足长期使用的要求。
结论：通过本次实验，我们对热管换热器的性能进行了测试和分析，发现其具有高效、节能、可靠的特点。
热管换热器实验报告心得
热管换热器实验报告心得引言热管换热器是一种高效的热传递设备，具有体积小、重量轻、传热效率高等优点。
为了探究热管换热器的性能特点，我们进行了一系列实验，并在此次实验报告中总结了其中的心得和体会。
实验目的本次实验的主要目的是通过研究热管换热器在不同工况下的传热性能，了解其传热特点，并对比热管换热器与传统换热器的性能差异。
实验装置和方法我们使用了一台实验室常见的热管换热器测试装置，该装置包括一个热管换热器、一个温度控制器和一个数据记录仪。
实验过程如下：1. 通过调节温度控制器，设置热管换热器的进口流体温度，并记录该温度。
2. 打开温度控制器，使得热管开始运行。
3. 在每个实验工况下，记录下热管换热器的进口流体温度、出口流体温度、进口流体流量和出口流体流量等参数。
4. 将数据记录仪连接至计算机，将实验数据导入计算机并保存。
实验结果分析通过分析实验数据，我们得出了以下结论：1. 随着进口流体温度的升高，热管换热器的传热效果逐渐增加。
这是因为在高温条件下，热管内的工质容易蒸发，形成冷凝器，进一步加强了热管的换热效果。
2. 进口流体流量对热管换热器的传热性能有一定影响。
当进口流体流量增大时，热管内流体的速度加快，传热面增加，从而增加了热管换热器的传热效果。
3. 热管换热器的传热性能要优于传统换热器。
这是由于热管换热器利用液体的自身运动与蒸发-冷凝循环实现了传热过程，而传统换热器则依靠传导、传convection或辐射传热。
4. 热管换热器在实际应用中有较大的潜力。
由于其体积小、重量轻和传热效率高，热管换热器在工业、航空航天和电子领域等多个领域都有广泛的应用前景。
实验总结通过本次实验，我们对热管换热器的传热性能有了更深入的了解。
我们发现热管换热器具有传热效果好、体积小和重量轻等优点，相比传统换热器具有明显的优势。
但同时我们也注意到，热管换热器的传热性能还受到进口流体温度和进口流体流量等因素的影响。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
热管换热器设计计算及设计说明
1967年至1968年，美国应用于工业的热管日渐广泛，应用范围涉及到空调、电子器件、核电机的冷却等方面。并初次出现了柔性热管和平板式的异形热管。
1962年特雷费森向美国通用电气公司提出报告，倡议在宇宙飞船上采用一种类似Gaugler的传热设备。但因这种倡议并未经过实验证明，亦未能付诸实施。
1963年Los-Alamos科学实验室的Grover在他的专利中正式提出热管的命名，该装置基本上与Gaugler的专利相类似。他采用一根不锈钢管作壳体，钠为工作介质，并发表了管内装有丝网吸液芯的热管实验结果，进行了有限的理论分析，同时提出了以银和锂作为热管的工作介质的观点。
1964年Grover等人首次公开了他们的试验结果。此后英国原子能实验室开始了类似的以钠和其它物质作为工作介质的热管研究工作。工作的兴趣主要是热管在核热离子二极管转换器方面的应用。与此同时，在意大利的欧洲原子能联合核研究中心也开展了积极的热管研究工作。但兴趣仍然集中在热离子转换器方面，热管的工作温度达到1600~1800℃。
当蒸发段里的液体一旦因吸收了汽化潜热并蒸发时，蒸汽就开始通过热管的蒸汽腔向冷却段流动。此流动是由蒸汽腔两端的小压差引起的。蒸发段内蒸汽的温度比冷却段内的饱和温度稍高一些，从而形成了两端的温度差。蒸发段与冷却段之间这个温差常常可作为热管工作成功与否的一个判据。如果此温差小于0.5℃或1℃，则热管常常被称为在“热管工况”下工作，即等温工作。
当蒸汽凝结时，液体就浸透冷却段内的吸液芯毛细孔，弯月面具有很大的曲率半径，可以认为是无穷大。在热管内只要有过量的工质，就一定集中在冷凝表面上，因而实际上冷凝段的汽—液分界面是一个平面，蒸汽凝结释放出的潜热通过吸液芯、液体层和管壁把热量传给管外冷源。如果有过量液体存在，则从分界面到管壁外面的温降将比蒸发段内相应的温降大，因而，冷却段内的热阻在热管设计中是应当考虑的重要热阻之一。
热管的换热原理及其换热计算
热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件，热管最早应用于航天领域，时至今日，已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域，石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。
热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成，热管自身形成一个高真空封闭系统，沿轴向可将热管分为三段，即蒸发段、冷凝段和绝热段。
其结构如图所示：严deTn , adiabatic section^vaporationvapor flowouiwick structurecontainerliquid flow热管的工作原理是：外部热源的热量，通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升；液体温度上升，液面蒸发，直至达到饱和蒸气压，此时热量以潜热的方式传给蒸气。
蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。
在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。
放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管外冷源。
冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。
如此往复，不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。
绝热段的作用除了为流体提供通道外，还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用，并使管内工质不与外界进行热量传递。
在热管真空度达到要求的情况下，热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。
根据热管的不同应用场合，我公司设计有多种不同的热管吸液芯，包括：轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。
基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证，多年实践证明，我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。
(1)产品展示（2）产品参数说明⑶产品性能测试图例长厘7懐跡的真空退火管杲大传祸功率測试700SOO4003W2001W 图1长度700mm勺真空退火管最大传热功率测试图2热管等温性测试曲线二热管技术的原理应用与发展热管传热利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。
热管换热器的工作原理
热管换热器的工作原理
热管换热器是一种高效的换热设备，其工作原理基于热管的热传导和相变换热原理。
热管换热器由一个密封的环形金属管组成，其中充满了工作流体（一般为高热传导性的液体，如水、乙醇等）。
热管两端分别被安装在热源和冷源之间。
当热源给热管提供热量时，热管内的工作流体变为高温高压态，此时由于热管内部压力差异，工作流体会向冷端流动。
当热管接近冷源时，由于周围温度较低，工作流体开始从气态转变为液态，这个过程释放出大量潜热，从而使得热量能够快速传递到冷源。
当热源提供的热量减少或停止时，热管内的工作流体重新流回到热源端，并通过自然对流或外部强迫对流被重新加热，重新循环。
通过热传导和相变换热的循环过程，热管换热器能够高效地将热量从热源传递到冷源，实现有效的换热。
与传统的换热器相比，热管换热器具有体积小、重量轻、换热效率高等优点，广泛应用于航空航天、电子技术、制冷空调等领域中。
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。
热管式通风换热器热回收的实验与研究
热管式通风换热器热回收的实验与研究摘要：针对普通住宅日常通风换气的特点设计出一台小型热虹吸管式通风换热器的样机,并利用热虹吸管换热器对房间通风系统中的冷量(热量)进行热回收实验研究。
通过实验测试了该换热器在不同风量和新、排风温差条件下的热回收效率,以及新、排风的压力损失随风速的变化情况。
实验结果表明,新风的温降(升)随着新、排风温差的增大而增大,随着风量的增大而减小;该样机的最大热回收效率在夏季可达70%,冬季为63%,新、排风的最大阻力损失仅为25Pa,节能效果显著。
随着生活水平的提高,空调在人们生产生活中的应用越来越广泛,然而在享受空调带给我们的舒适环境的同时,却也让我们付出了许多代价。
一方面,越来越多的空调带来的电能消耗让国家能源吃紧,拉闸限电在各大城市频频发生;另一方面,空调所带来的“空调综合症”又严重威胁着人们的身体健康。
为了改善室内空气品质,最普遍的做法就是直接开窗通风换气,但这势必会增加空调负荷和采暖能耗。
现阶段,随着我国加快建设节约型社会的步伐,各项节能措施也相继出台。
关于建筑能耗大户的空调和供热方面的改革势在必行。
如果能将房间通风换气时的余热进行回收并预热新风,则在改善室内空气品质的同时,也能使室内空调负荷和采暖能耗大大地降低。
在众多热回收方式中,由高效传热元件热管组成的热管换热器因其具有结构简单、耗材少、新排风之间无交叉污染、换热效率高、压力损失小以及动力消耗少等优点,正得到越来越广泛的应用[1]。
但目前利用热管换热器直接在普通建筑进行通风换气和热回收的应用性研究[2-3]相对较少,缺少较为真实全面的实验数据。
如果能利用热管的优点,将其应用在普通住宅通风换气时的余热回收,将能克服和改善现有的新风换气机普遍存在的换热系数不高、辅助动力过大、配套设施过多、成本过高等问题。
鉴于市场上还未有此类成型产品,本研究根据实际情况加工出一台适合于进行普通房间热回收的样机,通过实验测试其在不同的风量和室内外温差条件下的热回收效果。
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
ｐ ｐ ｓａ ｄ ｓ ｌ ｈ ｒｃａ ｉ ｏ ｒ ｓｏ ｔ ｏ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅｒ ｎ ｉ ｇｐ ｒｏ ｆ ｅ ｉ ｅｈ ａ ｘ ｈ ｇ ￣ ｉ ｅ ｕ ｐ ｕ ｉ ｃｄ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ａ ｗ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｒｎ ｕ ｎ ｎ ｅ ｄ ｏ ｈ ａ ｐ ｐ ｅ ｔ ｃ ａ ｅ ｎ ｌ ｈ ｉ ｔ ｅ ｎ Ｋｅ ｒ ：ｈ ａ ｉ ｅ ｈ ａ ｉ ｅｈ ａ ｘ ｈ ｇ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ｙｗｏ ｄｓ ｅ ｔ ｐ ； ｅ ｔ ｐ ｅ ｔ ｃ ａ ｅ ； ｐ ｐ ｅ ｎ ｓｅｈ ａ ｃ ｖ ｒ ｒ ｙ
ＤＯ ＮＧ Ｑ ・ ｕ ＷＡ ｉ ｄ， ｖ ＮＧ Ｄａ ，ＬＵ Ｍｉ・ ａ ｎ １ ｎｓｎ ｈ
（ ｅ ａ ｍｅ ｔ ｆ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ｈ ｎ ｚｏ ｎｖ ｒｉ ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ ５ ０ ２ ｈｎ ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｅ ｃ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｚ ｅｇｈ ｕＵ ｉｅｓｙ ｈｎ ｚ ｏ ４ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｔ ｏＣ ａＥ ｉ ｔ
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 。
热管换热器的传热分析
热管换热器的传热分析发布时间：2021-05-19T08:16:39.703Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：李洪伟[导读] 随着热管技术的发展，热管技术在现在工业中发挥的作用也越来越大。
现在热管技术在应用方面逐渐趋于成熟，热管换热产品也不断增多，这需要我们大力发展标准化，系列化的热管换热产品，以便热管换热设备的大力制造及其推广，同时在发展标准化的产品也需要我们大力发展新型的、高效的热管换热设备，从而能够使得强化热传技术在热管换热设备上得到更为广泛的应用。
北京市热力集团有限责任公司北京 100028摘要：随着中国经济的逐渐转型，社会对节能环保的要求越来越严格。
热管换热器的广泛使用，普通热管换热器己经不能满足一些特殊场合的应用，中温热管换热器的出现解决了这个问题。
冷水机组近年来得到了快速发展，单机容量也越来越大。
作为建筑耗能的大户，如何提高冷水机组的性能就成为当务之急。
本文通过设计螺杆式冷水机组系统，对其设计计算方法进行了总结，并提出了满液式蒸发器的改进方法。
关键词：螺杆式冷水机组；满液式蒸发器；换热器；压缩机1.引言随着热管技术的发展，热管技术在现在工业中发挥的作用也越来越大。
现在热管技术在应用方面逐渐趋于成熟，热管换热产品也不断增多，这需要我们大力发展标准化，系列化的热管换热产品，以便热管换热设备的大力制造及其推广，同时在发展标准化的产品也需要我们大力发展新型的、高效的热管换热设备，从而能够使得强化热传技术在热管换热设备上得到更为广泛的应用。
2.冷水机组概述2.1冷水机组工作原理冷水机组，顾名思义就是用水来作为载冷剂的机组。
空调系统中的冷冻水通过建筑内的空气处理设备，吸收环境中的热量而升温，通过循环水泵，进入冷水机组的蒸发器内，水与制冷剂换热，水温下降后，又被送往建筑物内，吸收空气中的热量进行循环。
冷水机组中的制冷剂吸收水的热量后，制冷剂由进入蒸发器时的液态变为气态，气态制冷剂被压缩机吸入后压缩，变成高温高压的过热蒸气，然后进入冷凝器内，与循环冷却水或空气进行热量交换，制冷剂蒸气被冷凝为液态，循环冷却水吸收热量后升温被水泵送到冷却塔，经过冷却塔将热量排向大气。
热管换热器实验实验报告
热管换热器实验之实验报告一、实验题目：热管换热器实验二、实验目的：熟悉热管换热器实验台的工作原理及使用方法，了解热管换热器的换热量温度、风速之间的关系，掌握热管换热器换热量Q和传热系数K的测试和计数方法。
三、实验步骤1．连接电位差计和冷端热电偶（将冷端热电偶放在冰瓶里，如无冰瓶，可不接冷端热电偶而将冷端热电偶的接线柱短路，测出的温度应加上室温）。
2．打开热球风速仪，加热稳定20分钟（具体使用方法阅仪器说明书）。
3．接通电源，将工况开关按在“I”位置（450W），这时电加热器和风机开始工作。
4．用热球风速仪在冷热端出口的测孔中测量风速。
为使测量工作在风道温度不超过400C的情况下进行，必须在开机后立即测量。
5．待工况稳定后（大约20分钟）按下琴键开关，切换测温点，逐点测量冷热端进出口温度1L T、2L t、1r T、2r T。
6.将工况开关按在“Ⅱ”的位置（1000W），重复上述步骤，测量工况的冷热段进出口温度。
7.实验结束后，切断所有的电源。
四、实验参数及测试数据 （1）实验台参数冷段出口面积220.09/40.0064L F m π== 冷段传热表面积20.536L f m =热段出口面积220.160.0256r F m == 热段传热表面积 20.496r f m =（2）测试数据（工况Ⅰ：450W ； 工况Ⅱ：1000W ） 数据记录注：由于实验时冷热段出口温度只测一次，故将其作为平均值来计算。
五、换热量、传热系数及热平衡误差的计算（1） 单位时间的换热量P Q M C t⋅=∆式中：PC ——干空气的定压比热，取01/()P C KJ Kg C =⋅M g——单位时间内质量流量，(/)M V F kg s ρ=⋅⋅gt ∆——温差（0C ）a 、冷段换热量L Q ：210.24(3600)()L L L L l L Q V F t t ρ=⋅⋅- （/kcal h ）式中：L V ——冷段出口平均风速（/m s ）L F ——冷段出口面积220.09/40.0064L F m π==Lρ——冷段出口空气密度（3/kg m ）2L t ——冷段出口温度（0C ） 1L t ——冷段进口温度（0C ）b 、热段换热量r Q ：210.24(3600)()r r r r r Q V F t t ρ=⋅⋅- （/kcal h ）式中： r V ——热段出口平均风速（/kcal h ）rF ——热段出口面积（2m ）220.160.0256r F m ==r ρ——热段出口处空气密度（3/kg m ）2r t ——热段出口温度（0C ） 1r t ——热段进口温度（0C ）（2）热平衡误差%r LrQ Q Q δ-=（3）传热系数KLQ K F t =⋅∆ （20/kcal m h C ⋅⋅）式中：F ——传热面积（2m ） F=f L +f r =1.032 m 2t ∆——温差（0C ）122122r L r L t t t t t ++∆=-根据空气的状态表，由温度查得相应的密度，可得：将上面数据整理后，最后得两种工况的实验结果如下表所示：从实验结果可以看出，此种换热器的传热效率比较低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热管及热管式换热器的研究天津裕能环保科技有限公司李兴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。
1热管及热管式换热器的发展1．1热管工作原理及特点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。
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。
另外，热管还具有优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、热二极管与热开关性、恒温特性以及对环境的广泛适应性等一系列优点。
1．2热管分类热管按其工作温度可分为：低温、中温及高温热管，选用热管时必须根据热管的工作温度来选用管内的工质。
低温热管的工质有丙酮、氨、氟里昂等；中温热管的常用工质有：水、萘等，水的工作温度为90～250oC，萘的工作温度为280～400℃；高温热管的常用工质有：钠、钾等液态金属，工作温度一般在450℃以上。
热管按工质回流的动力可分为：吸液芯热管、重力热管或两相闭式热虹吸管、重力辅助热管、旋转式热管、分离型热管、电流体动力学热管、电渗透热管等。
根据热管翅片与管壳的连接方式可分为：串片式热管、镍铬合金钎焊热管、高频绕焊热管3种形式1．3热管式换热器结构及分类由于单根热管传热量有限，于是把单根热管集中起来，形成一束置于冷、热源之间，使热源中的热量通过热管束源源不断地传至冷源，这就是热管式换热器。
热管式换热器中的热管元件可以呈错列三角形排列，也可以呈顺列矩形排列。
热管式换热器由热管、箱体和中间隔板组成，隔板将箱体分为两部分，形成冷、热介质的流道，隔板保证两侧流体互不混淆，热管横穿隔板，一端与热流体接触，一端与冷流体接触，冷热两端可按需加装翅片以增大传热面积。
热管式换热器的基本结构。
热管式换热器按照流体的不同种类可分为：气一气型热管式换热器，气一液型热管式换热器，液一液型热管式换热器；按照热管式换热器的结构型式可分为：整体式、分离式、回转式和组合式。
1．4热管式换热器的特性热管式换热器本身是依靠内部工作液体相变来实现传热的，而且可以在两流体侧实现翅化，增大了换热面积，减小了两侧的对流热阻，动力消耗小。
另外，热管式换热器可以实现流体管外垂直外掠流动和冷热流体的纯逆流流动，在不改变冷热流体入口温度的条件下，增大了冷热流体换热的平均温压；因此热管式换热器的传热性能好于常规管壳式换热器。
热管式换热器中热管元件的蒸发段和冷凝段的长度形式可以按实际工况需要合理布置，根据两侧冷热流体的温度、流量、性质、传热量等因素独立确定，两种流体被隔板隔开，彼此互不掺混。
热管式换热器的这种特点可以适用于温度、流量及清洁程度相差悬殊的两种流体间的换热。
在热管式换热器中，当热管元件的某一端局部损坏时，仅仅是该热管元件失效而停止传热，并且单根热管元件损坏后更换方便，不会影响换热器整体。
因此，热管式换热器结构形式好于常规管壳式换热器。
2热管技术在工业余热回收中的应用能源危机导致燃料短缺、燃料费用上涨，严重地威协着生产的发展和人民生活的需要，于是迫切要求人们开发新能源和节约现有能源。
在工业生产的各个部门中，有大量的加热炉、窑炉、工业锅炉等，其排烟温度在200～500℃之间，排烟余热未获得充分利用，造成能源的严重浪费，因此，发展有效的余热回收装置是能源得以合理利用的有效方式。
由于余热的低品位性及存在的普遍性，要求余热回收装置能在小传热温压下传递大热流量，热回收率高，阻力小，还要求结构简单、紧凑、经济，并能妥善处理低温腐蚀问题。
常规形式的换热器由于传热温压小、体积庞大、投资费用昂贵，或是由于换热流程长、阻力大，驱动功耗剧增，运行费用高，或是由于制造复杂、难以维护，或是由于腐蚀、结垢、危急设备寿命等原因，其在余热回收中的应用受到限制。
而热管式换热器以其优良的性能可较好地解决上述问题，满足余热回收的要求。
目前余热回收系统中的热管式换热器主要有以下三种形式：热管式空气预热器、热管式省煤器和热管式余热锅炉。
热管式空气预热器是常见的气一气型热管式换热器，它是利用排烟余热，预热进入炉子的助燃空气，不仅可以节约燃料，提高燃料的利用率，还可以减轻对环境的污染。
热管式省煤器属于气一液型热管式换热器，在工业锅炉或工业窑炉中，采用热管式省煤器利用烟气的热量预热锅炉给水或是提供生活用热水。
热管式余热锅炉通常称为热管蒸汽发生器，热管式余热锅炉在热管冷侧外表面通过的流体是由进入的给水产生蒸汽，可以说是气一气型热管式换热器，也可以说是气一液型热管式换热器。
3积灰和低温腐蚀问题热管式换热器与管壳式换热器相比具有传热效率高、压力损失小、工作可靠、结构紧凑、冷热流体不混杂、应用范围广、维修费用少等优点，但是也存在着酸露点的低温腐蚀、水侧除垢、气侧清灰等实际问题。
各类烟气不论是燃用固体燃料、液体或气体燃料，都不同程度地存在飞灰和烟尘。
含尘烟气流经换热面造成的积灰问题，轻则增加受热面的热阻，降低换热器的性能和效率，使烟道通流截面积减小，流动阻力增加，增加引风机的电耗；重则导致烟道阻塞，换热器失效，被迫停炉撤出运行，严重影响了锅炉运行的安全性和经济性。
当燃料中含有硫时，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“。
积灰与低温腐蚀相互影响，严重时将造成换热器的爆管损坏，以至报废，因此积灰和腐蚀问题曾一度成为热管式换热器正常运行的一大威胁和隐患。
3．1解决积灰问题的措施影响热管式换热器应用的因素主要有：热管工质选择和热管换热器的结构参数。
热管工质的选择，必须根据实际应用环境温度来选择工质，现在还没有一种适合各种工作温度的工质。
在对热管式换热器进行设计的时候，应该根据使用场合和具体条件，采用最优化设计方法，合理选择热管直径、热管长度、翅片的结构参数(间距、翅片长度、翅片厚度)和翅化比，根据烟气的含尘情况采用合适的翅片间距和管间距等。
在进行热管式换热器的设计时，对于高粉尘流体需采用较大的翅片间距，翅片间距可以取到12～20mm，另外需选择合适的翅片形式，热管式换热器大多选用串片或螺旋型缠绕片，对于高灰分的情况可以采用轴对称单列纵向直肋翅片。
目前热管换热设备的设计多采用等质量流速法，这种方法的不足就是随着设备内温度的下降，出口处的密度、动力黏度、导热系数有明显变化，从而引起出口处流体的速度大幅下降，其结果是换热系数和自清灰能力下降，造成换热设备积灰。
解决该问题可采用变截面设计法，以等体积流速法代替等质量流速法，如要维持体积流速不变，只有改变换热面积来抵消密度的变化，随着烟气温度的降低，将换热设备的流通面积减小，以保证进出口具有相同的自清灰能力“除了通过改变热管式换热器的结构形式来减小热管式换热器的积灰问题外，在防止或减少积灰问题时可以采取以下措施：(1)在烟气风道允许的阻力降范围内适当的提高烟气流速，增强烟气横掠热管元件外壁时的扰动性，使气流产生自清灰作用；(2)适当提高管壁温度，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，减少灰分凝聚；(3)将热管式换热器采取一定的倾斜度放置，减少翅片表面的积灰能力；(4)选择合适的吹灰装置定期吹灰，防止堵灰“。
另外，近年来研制的回转式热管换热器，改善了传热送风性能，有效解决了积灰问题。
3．2解决低温腐蚀问题的措施在抗低温腐蚀方面可以通过调整热管式换热器冷、热段热管面积来提高热管式换热器的最低壁温，控制管壁温度在露点以上；或在低温区通过改变热管管材，采用耐腐蚀钢如ND钢制造等；另外，需要控制排烟温度，使排烟温度高于露点温度2O～3O℃，保证热管长期安全运行。
对于热管式空气预热器可以采用空气旁路技术，即在空气预热器空气进口和出口间设置一根冷风管道，管道中设置调节阀门，通过控制阀门开度就可以控制旁路的空气量，从而控制排烟温度，避免露点腐蚀。
该技术不增加动力消耗，旁路控制阀门为常温阀门，技术要求低，操作简单，使用效果十分理想。
随着热管式换热器的进一步研究和发展，热管式换热器用于工业余热回收系统中将会有较高的防积灰堵灰和抗低温腐蚀能力，从而在满足节能降耗的前提下，更好地发挥其节能作用。
4总结随着热管技术日趋发展成熟，热管式换热器在电站、钢铁、冶金、石油、化工、建材、轻工、制冷空调、电子等领域的节能应用中发挥着越来越重要的作用。
热管技术的应用将推进我国节能工作的进程，同时降低对环境的热污染，是一项很有发展前途的技术。