热管技术及其在热能工程中的应用
热管技术在热能工程中的应用特点
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近 十几 年 来 ,地 面 上 热 管 的 应 用 发 展得 十 分 迅速 。 其 一 是 借 助 热 管 的 良好 导 热 性 用 于 一 些 特 殊 的 以导 热 为 主 的 高 热 流场 合 , 电子 器 件 的冷 却 、 具 冷 却 如 刀 热 源 的恒 温特 性 ,既 可 以要 求 当热 负 荷 或 热 源 温 度 发 生很 大 变 化 时 ,冷 凝 段 或 热 汇 的温 度保 持 不 变 ,叉 可 成 功 地 用 于 保 持 热 管 或 热 源温 度 不 随 热 负 荷 或 热 汇 温 度 的变 化 而 改 变 。 热 管 的 这 种 特 性 使 其 在 采 暖 空 调 工 程 中 显 示 出 其 他 换 热 方 式所不具备的诱人之处 。 比如 : 用 汽 车 利 排 放 的 尾 气 来 加 热 乘 客 车 厢 ,热 源 的 热 负 荷 、排 气 温 度都 随 汽 车 工 况 变 化 幅 度 很 大 ,但 要 求 冷 凝 段 或 热 汇 温 度 保 持 不 变 。这 个 问题 可 以 通 过 热 管 的 液 体 控 制 技术来实现。 4适 应 性 强 。冷 、 段 结 构 和 位 置 布 . 热 置 灵 活 . 以实 现 汇 源 分 离 。 可 由热 管 组 成 的换 热 设 备 的受 热 部 分 和 放 热 部 分 结 构 设 计 和 位 置 布 置 非 常 灵 活 .汇 源 分 离 的 距 离 可 以根 据 实 际需 要 及 所 采 用 的 热 管 性 能 来 定 , 以从 几 十厘 米 到 一 百 米 , 可 可 以实 现 冷 热 流 体 之 间 的零 泄 漏 。 在 采 暖 空 调 工 程 中特 别 适 合 于 有 毒 环 境 下 的 废 热 、 热 回收 。 余 另 外 , 管 换 热 器 还 有 安 全 可靠 、 热 阻 力 小 、 向导 热 ( 二 极 管 ) 特 性 。 管 单 热 等 热 换 热 器 几 乎 没 有 什 么 机 械 障碍 。是 二 次 间 壁 换 热 ,热 管 一 般 不 可 能 在蒸 发段 和 冷 凝段 同 时 破 坏 。所 以大 大 增 强 了设 备 运 行 的 可 靠 性 。热 管 换 热 器 非 常 适 合 于 回 收各 种 连 续 生 产 工 艺 的余 热 作 为采 暖 空 调 工 程 的 热 源 。热 二 极 管 原 理 在太 阳 能 、地 源 能 利 用 及 空 调 系 统 供 排 风热 回 收 工程 中有 很 重 要 的应 用 价值 。 二 、 管 技 术 在 热 能 工 程 中 的 应 用 热 热 管 自1 6 年 正 式 在 美 国 发 明 问 94 世。 管传热技术经历4多年的发展 , 热 O 由 于 它具 有 常 规 换 热 技 术 所 没 有 的许 多独 特 优 越 性 . 用 领 域 已经 相 当广 泛 , 用 应 应 的 重点 由航 天 转 移 到 地 面 . 由工 业 化 应 用 扩 展 到 民尉 产 品 。 过4 余 年 的 努 力 , 经 0 我 国 的热 管 技 术 工 业 化 应 用 已处 于 国 际 先进水平 。 1 .热 管 技 术在 电站 锅 炉 上 的应 用 根 据 已 开发 的 资 料 统 计 .国 内 电站 锅 炉 采 用 热 管 空 气 预 热 器 至 19 年 底 就 有 3 93 8 台 . 个 别 因 设 计 考 虑 不 周 失败 外 , 大 除 绝 多 数 运 行 效 果 良好 。 期 的 运 行 表 明 , 长 一 般 有 以下 效 果 : ( ) 炉效 率 可提 高02 6 ; 1锅 .%一 % ( ) 风 系 数 小 于 2 。 钢 管 空 气 2漏 % 是 预 热 器 的 1 0 13 是 进 口回 转 式 空 气 预 / ~ /. 1
热管技术在热能工程中的应用分析
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热管技术在热能工程中的应用分析发布时间:2021-06-29T10:50:57.633Z 来源:《基层建设》2021年第9期作者:刘学飞[导读] 摘要:随着我国经济的日益繁荣,我国的科学技术水平也在不断地向高水平迈进,这就带动了热管工艺在热能利用领域也获得了广泛的应用。
河南省济源市身份证号码:21072519740328XXXX摘要:随着我国经济的日益繁荣,我国的科学技术水平也在不断地向高水平迈进,这就带动了热管工艺在热能利用领域也获得了广泛的应用。
现阶段,热管技术在热工程领域的重视程度不断提高。
同时,由于热管具有较强的导热特性,其热能也相当大,所以被越来越广泛的使用。
笔者着重对热管技术的优点和工作原理进行了深入的分析,同时,本文也对热管技术在热能领域做了一个概论的说明。
关键词:热管工艺;性能特征;工作原理;热能产业引言:热管材料具有优良的导热性能,因此其在介质间的传热效率很高。
同时由于热管在导热过程中不太可能造成大量的热量损失,因此在工程领域被称为导电超水平导热材料。
热管具有较强的传热能力。
从其在当今时代的应用领域来看,热管材料已经成为各种建筑工程中最常用的导热材料。
其广泛应用的重要原因是其具有有效使用周期长、传热系数高、稳定性高的特点,因此逐渐在各种热工工程中得到广泛应用。
1热管的组成成分和基本原理1.1 热管的组成成分常用的热管主要包括主体、内腔和毛细管结构三部分。
热管真空提取是一个封闭的系统,主要部分是一个封闭的金属管道,由不锈钢、碳钢及其他金属,有少量的气体或液体和毛细结构的内部空腔,和金属管道中的气体和碎片不能包含在它。
1.2 热管的工作原理从热管的组成我们知道,热管的一端是蒸发段,一端是冷凝段,中间是绝热段。
当热管的蒸发段受到外界热量的作用时,蒸发段内的压力会迅速增大,毛细管物质中的液体通过蒸发流向冷凝段。
冷凝段放出热量,将蒸汽冷却并冷凝成液体,液体随毛细管物质返回到蒸发段。
如果你一直这样做,热量会从一端传到另一端。
关于热管技术在热能工程中的应用
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关于热管技术在热能工程中的应用摘要:热管的应用越来越广泛,热管技术也受到越来越多的人们重视热管技术发展到现在,在热能工程中取得了很大的成效并与热能工程技术相互促使彼此不断发展本文将对热管技术的基础知识及其在热能工程中的应用作出介绍,以望能对热管技术及热能工程的研究者有所帮助。
关键词:热管技术;热能工程;应用1热管简析1.1热管的基本结构热管有三个主要组成部分管壳、吸液管(管芯)、与液体管壳一半采用不锈钢、铜、碳钢等金属材料作为主要材料热管是一种封闭式结构,能够承受极大压力吸液管紧贴管壁,通常由孔多毛细的结构材料构成工作液体存在于热管的内部空腔,是工作状态卜传递热量的介质工作液体一般有甲醇、丙醇、水、氨等,不包括管内可能存在的空气或者其他杂物工作液体在工作时处于液体与气体两种状态,一般在热管处于真空状态时被填充进去。
1.2热管的工作原理根据热管的状况可分为三个工作段:蒸发、冷凝、绝热在工作时外部的热量致使蒸发段和内部的液体温度升高继而蒸发,此时蒸发段的气压会迅速升高,当气压升高到饱和蒸发压时热量将会通过潜热的形式传递给蒸汽在这个工作过程中,由于蒸发段的饱和蒸汽压不断的升高,导致冷凝段的气压远低于蒸汽段的气压,这时蒸汽就会从蒸汽通道流向冷凝段,继而在冷凝段发生冷凝放出潜热放出的潜热会通过吸液管与热管管壁将热量传递至管外,如此一来就完成了无外力作用的热传统过程液体释放完热量后将会沿吸液管回流,最终返回到蒸发段,再继续进行卜一次的热传递在这个过程不断反复卜热量将不断的从蒸发段传递至冷凝段在这个过程中,绝热段将起到三点作用:为流动液体提供通道;将冷凝段与蒸发段完全区隔开;确保热管热量失散到外界绝热段的这三点作用有效地保证了热量的传递。
1.3热管技术的特点热管技术与常规换热技术相比具有以卜特点:1.3.1传热效率高热管式热转换器的传热单元,导热性强热管与铜、铝、银等金属相比,同重量状态卜能够多传递几个数量级的热量并且热管换热器的效率一般都在80%以上,能够有效利用形式多样、数量巨大的地热能、太阳能、工业废热等进行能源的回收。
热管技术在热能工程中的应用
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浅谈热管技术在热能工程中的应用摘要:热管技术越来越得到人们的重视,热管的应用也日益广泛。
本文首先介绍了热管的基本组成及工作原理,然后分析了热管在热能工程中应用的技术关键,最后阐述了热管技术在热能工程中的应用。
关键词:热管技术;热能工程;应用中图分类号:k826.16 文献标识码:a 文章编号:热管是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置,由于它具有超常的热传导能力,而且几乎没有热损耗,因此它被称作传热超导体,其导热系数为铜的数千倍。
热管是一种新型的高效传热元件,最早应用于航天领域,由于其具有极好的传热性能、结构简单、工作可靠、使用寿命长等优点,被迅速推广应用于电子电器、机械设备的冷却等方面。
近 10 多年来热管技术在在热能工程中的应用受到特别重视。
1 热管的基本组成及工作原理1.1 热管的基本组成热管是由管壳、管芯(或称吸液管)和工作液体三部分组成。
管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器,内部空腔具有较高的原始真空度。
管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成,它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。
工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。
工作液体是热管工作时传递热量的工作介质,一般有水、氨、甲醇、丙酮、r-21、r-113等,其中水的工作范围为45~210℃。
工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态,它是在热管处于真空状态下被充入,并填满毛细材料中的微孔,然后予以密封的。
1.2 热管的工作原理如果将热管的一端加热,另一端冷却,中间一段用某种材料绝热起来,此时,管内将开始两相传热过程。
由于蒸发段被加热而工质蒸发,此时所输入的热量作为蒸发潜热被吸收;又由于热管内预先进行了除气处理(抽真空),所以充装的工质(液体)容易发生沸腾,蒸发段和冷凝段(热管的两端)存在温差,因而产生压差(蒸气),蒸气乃从蒸发段流向冷凝段。
因为热管内的蒸气是在其温度下的饱和蒸气,所以由于冷却,在冷凝段的蒸气容易凝结并放出潜热,而还原成液体。
热管技术的工作原理及在多领域中的应用
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热管技术的工作原理及在多领域中的应用1、热管的基本组成及工作原理A、热管的组成:热管主要由主体(一根封闭的金属管)、充注工作介质的内腔和毛细结构(管芯)。
在制作时,管内的空气和其他杂物要清除干净,需为真空状态。
B、热管的工作原理:一个完成的热管,沿轴可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。
当热管在工作时,热管的蒸发段受到外界热量影响,此处的工作介质受热蒸发,蒸发后气压迅速升高,由于蒸发段与冷凝段气压不同,蒸发段的蒸汽沿着通道流向冷凝段,冷凝段温度低于蒸发段,于是蒸汽在此处释放热量并冷凝,回落到蒸发段,此时就完成了热量的传递。
如此的周而复始,就完成了大量的热量的传递。
热管热量的传递是无外力自动发生的,利用工作介质的相变来进行的,通常只要有温差,就能产生热量的传递。
由于蒸发段与冷凝段之间是有绝热装置完全隔离开的,因此能够保证热管内的热量不会散失到外界,保证了热量的传递。
2、热管技术的应用由于热管技术具有很快的传热速度,因此被应用于各个领域。
而且在使用过程中,可根据实际使用情况,可通过热管将热源和冷源完全分离开来完成热量的传递,非常的灵活和便捷。
A、在航空航天中的应用热管技术最早是应用于航天航空中的。
航天器在天空中时,向着阳光的一面温度高,背阴面温度较低,温差较大,而利用热管技术,热管的蒸发段从向阳的一面吸收热量,传递到背阴的一面,以此来实现两侧温度的平衡,避免两侧的温差过大,导致航天器出现故障。
B、工业领域中的热回收应用在工业领域,余热资源非常多,但能够再次进行利用的却很有限,由于技术或资金的原因,导致一些余热资源被浪费掉了。
如很常见的烘干或类似的工序,需要先将环境中的空气(即新风)送进反应炉中,经过加温,加热到符合条件的热度后,在进行下一步作业,为保证炉内空气的新鲜和维持一定的压力,需要将作业完后的空气排出,此时排除的空气会带有一定的热量;通过热管技术,对这部分热量进行回收,对新风进行预热,就减少了能源的投入,降低了成本。
浅谈热管技术在热能工程中的应用
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浅谈热管技术在热能工程中的应用热管是由管壳、管芯(或称吸液管)和工作液体三部分组成。
管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器内部空腔具有较高的原始真空度。
管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。
工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。
工作液体是热管工作时传递热量的工作介质一般有水、氨、甲醇、丙酮、R-21、R-113等,其中水的工作范围为45~210℃。
工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态它是在热管处于真空状态下被充入并填满毛细材料中的微孔然后予以密封的。
2 热管的工作原理热管一端为蒸发段中间一段为绝热段(即与外界无热交换),另一端为冷凝段。
当蒸发段受热时毛细材料中的液体蒸发产生蒸汽流向另一端冷凝段。
冷凝端由于放热冷却使蒸汽又凝结成液体,液体再沿毛细多孔材料流回蒸发段,如此不断循环将热量从一端传到另一端。
从热管内部的工作过程来看也对应分成三个工作段即汽化段、输运段和放热凝结段。
利用这种原理工作的热管称为毛细管式热管。
另有一种重力式热管又称为两相热虹吸管,重力热管是热能工程中应用最广泛的一种热管。
它可以不用管芯,而是利用凝结段液态工质自身重力沿热管内壁下流到蒸发段(汽化段)。
3 热管技术在热能工程的应用3.1用高温热管蒸汽发生器取代余热锅炉在小氮肥生产中余热回收利用。
3.1.1小氮肥厂生产中用高温热管蒸汽发生器能克服常规余热锅炉的缺点。
氮肥厂造气工艺均以焦炭为原料在煤气发生炉中以富氧空气加水蒸气为气化剂,连续产生750~950℃的高温半水煤气,经过热交换器使半水煤气的温度降至250℃以下,进入后续工艺。
如何利用煤气工段高温半水煤气的余热是节约能源、降低氮肥成本的关键。
常规的方法是采用余热锅炉,煤气走管程,水、汽走壳程,只能产生0.3MPa以下的低压蒸汽,无法满足后续工艺中使用的蒸汽,同时,由于半水煤气成份复杂,含有大量的水蒸气、CO、CO2、N2、H2、O2、CH4及少量的H2S且温度高、含尘量大、飞灰粒度大,易造成换热器的磨损、腐蚀,再加上热应力也容易引起管板和管子的损坏,这些都将严重影响生产和安全。
浅谈热管技术在热能工程中的运用
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用。现 阶段 , 热能工程领域对热管工 艺的关注水平不断提 高, 同时, 因为热管具有很强的导热特征 , 其本 身所发 出的热能也相 当多, 所 以其越发获得
服役周期长 久 、 传热 系数 高 、 稳定性高 等特征 , 所 以其逐步 在各项热 能 程 中受到广泛的运用 。 正是 由于热管工艺 的大力 普及 , 其亦获得 了快速 的发展 , 特别 是在
类问题 获取完善的解决 , 达到了工业废热的 回收利用。
3热管工艺在 热能领域 中的运用 3 . 1热管工艺在废热收集 中的运用 当今时期 , 热管工 艺在废热收集环节 中的运用空问愈趋宽阔 , 如此 能够抑制能量 损失 的问题 出现 , 最大程度消除能源损失。比如在纺织 _ 1 I
热量, 从而使能量得 以重复再利用 , 在很 大程度上 降低了成本投 入 , 扼
制了能源损失现象 出现。 3 . 2热管工艺在锅炉装置运行 中的运 用
热管一 艺重点是依靠换热部件来实现热量转移 ,其传热装置 的运
作机理是把热力管道 内的热量经过蒸发过程和冷凝过程 ,而后再实 施
能够确保热力能量 由预热部件传送到散热部件。 倘若把 热管垂 直放置 , 将其加热部件置 于底层 , 把冷 却部件置于顶 层, 此 种状态下并不需要作为装置 中维 系部件 的管芯施予推动力 , 其液
较为简便 , 而E l 废热收集的速度 比较快 , 给纺织r L 业业收集 了大批富裕
热能领域 中的运用 更是 广泛。 由此给热能利用工程 的健康 型发展创造
了有 力 的 条 件 。
浅论热能工程中热管技术的运用
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浅论热能工程中热管技术的运用摘要:热管具有超常的热传导能力,并且热损耗相对较小。
所以,其被称为传热超导体。
随着热管技术的发展,其传热性能,寿命长等特点使其在热能工程中的运用受到重视。
基于此,本文就从热能工程中热管技术的运用展开分析。
关键词:热能工程;热管技术;运用1、热管的工作原理热管共有蒸发段、绝热段、冷凝段三个基本的工作段结构,其中位于两端部分的分别是蒸发段和冷凝段,位于中间部分的是绝热段。
当热管蒸发段的一端发生受热作用时,在毛细材料中就会产生液体蒸发的物理效果,并且蒸汽流会向冷凝段的一端移动,在冷凝段的一端由于受到冷却的物理作用蒸汽流又会重新凝结成液体,然后再一次的向蒸发段的一端移动,如此的循环反复移动,热量就会在蒸发段和冷凝段两端互相传播。
通常这有着这样工作原理的热管也被叫做毛细管式热管,还有一种是不使用管芯,其工作方式只是通过凝结段液态工质的媒介,利用自身重力的作用实现两端的移动,这样的热管叫做重力式热管。
2、热管技术的特点2.1较好的安全性热管换热器的实现方式是二次间壁换热的,在工作过程中基本上没有机械障碍的情况出现,而且在实际的工作中,蒸发段与冷凝段也不会发生同时受损的情况,因此可以说热管在运行上是有很大的安全性保障的。
2.2可调节的管壁温度在热管的工作过程中,关于管壁的温度不是固定的设定而是可以进行调节的,通过热流变化的方式可以有效实现热管管壁温度的保持,并使其可以在低温度流体的漏点上停留,在热交换中发挥着很大的作用,也很好的推动了设备长期正常的稳定运行。
2.3较高的传热效率在热管的热转换器来说,有着极强的导热性能,与同质量状态条件下的铜、银等金属比较,可以实现更多的数量级热量的有效传递。
同时热管的热转换器还有一个超出80%的传热效率,可以实现多种不同形式的有效利用,并且能够应用在太阳能等能源的回收领域。
3、热管技术在热能工程中的运用3.1热管技术在航空航天上的运用在航空航天工业中,各类航天器都面临着一个共同的难题,那就是航天器正对着太阳的部位温度特别高,而背对太阳的一侧温度又特别低,由于无法通过空气的对流完成气温的调节,因此这就导致两部分的温差高达300多摄氏度。
热管技术在热能工程中的应用分析
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热管技术在热能工程中的应用分析摘要:本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用,重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。
通过对热管技术的分析和研究,本文发现热管技术具有高效、环保等优点,在热能工程中具有广泛的应用前景。
然而,热管技术也存在一些技术和管理上的挑战,需要进一步完善和发展。
关键词:热管技术;热能工程;应用分析一、引言热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术,具有高效、环保等优点。
在热能工程中,热管技术可以应用于各种场合,如余热回收、空调制冷、电子散热等。
本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用,重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。
二、热管技术的原理和特点热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术。
其基本原理是,在密闭的管子内充入一定量的工质,当管子的一端受热时,工质吸收热量蒸发成气体,气体在压差的作用下流向另一端,并在该端放出热量冷凝成液体,液体再通过毛细作用流回受热端,如此循环往复,实热量的传递。
热管技术具有以下特点:(1)高效性热管技术的传热效率非常高,可以达到90%以上,远高于传统的传热方式。
这是因为热管技术利用相变传热原理,使热量在传递过程中损失较小,从而提高了传热效率。
此外,热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的,减少了外部环境对传热过程的影响,也提高了传热效率。
(2)环保性热管技术在传递热量的过程中无需消耗额外的能源,是一种环保的传热方式。
这是因为热管技术利用相变传热原理进行热量传递,无需额外的能源驱动,减少了能源消耗和环境污染。
此外,热管技术的传热效率高,可以减少能源浪费和环境污染。
(3)灵活性热管技术可以应用于各种场合,如余热回收、空调制冷、电子散热等。
这是因为热管技术的传热原理简单,可以根据不同的应用场景进行定制化的设计和制造。
此外,热管技术的传热效率高,可以适用于不同的传热量和传热距离的需求。
(4)可靠性热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的,不易受到外部环境的影响,具有较高的可靠性。
热管技术的原理及应用
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热管技术的原理及应用1. 什么是热管技术热管技术是一种利用液体蒸发和凝结的原理,实现热量传输和温度调控的先进技术。
通过利用液体在蒸发器中的蒸发和在冷凝器中的凝结,热管可以将热量迅速从高温区域传输到低温区域,实现高效的热量传递。
2. 热管技术的原理热管技术的原理可以简单概括为以下几个步骤:1.液体蒸发:热源作用下,液体在蒸发器内部迅速蒸发,吸收热量并变为气体。
2.气体传输:气体通过热管中空心管道内部的蒸汽管道,从蒸发器传输到冷凝器。
3.气体冷凝:在冷凝器中,气体发生冷凝,释放热量,并变为液体。
4.液体返流:液体在内部管道作用下,返回到蒸发器,并再次蒸发,循环往复。
3. 热管技术的应用热管技术在各个领域具有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1. 电子器件散热热管技术可以有效地解决电子器件散热问题。
通过将热管放置在电子器件的散热片上,热量可以迅速从散热片传输到其他部分,以保持器件的温度在安全范围内。
热管的高效散热性能可以大幅度提高电子器件的工作稳定性和寿命。
3.2. 航空航天领域热管技术在航空航天领域的应用也非常广泛。
例如,在航天器热控系统中,热管可以用于传递和分散热量,保证航天器各个部分的温度均衡和稳定。
此外,热管技术还可用于航空发动机的冷却和热管理。
3.3. 医疗设备和制药行业热管技术在医疗设备和制药行业的应用也非常重要。
例如,热管可以用于医疗设备的温控和热管理,确保设备的稳定性和可靠性。
在制药行业中,热管可以用于控制反应器温度,提高药物合成的效率和质量。
3.4. 太阳能与可再生能源热管技术在太阳能和其他可再生能源领域有广泛应用。
例如,在太阳能热水器中,热管可以将太阳能吸收器中的热量传输到储水罐中,实现热水的供应。
热管还可以用于太阳能光伏板的冷却,提高光伏发电效率。
4. 热管技术的优势热管技术相比传统的热传导方法具有以下几个优势:•高热传导效率:热管可以实现高效的热量传递,使得热量可以迅速从高温区域传输到低温区域。
热管技术在热能工程中的应用探究
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热管技术在热能工程中的应用探究在科学技术不断发展的今天,热管技术的应用也更加普遍,受到了人们的广泛关注,在各个领域中都取得了很大的成就。
本文主要是对热管技术在热能工程中的应用做出简单的探究,从热管的组成部分、工作原理以及分类等方面出发,对热管技术的应用情况作出一系列的分析,为以后进一步的使用提供参考。
标签:热管技术;热能加工;应用0 引言热管一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成,它的工作过程是由液体的蒸发、蒸汽的流动、蒸汽的凝结和凝结液的回流组成的闭合循环。
这种结构使热管能够处于一种封闭的状态,并且能够承受外界较大的压力,同时保证了内部结构的稳定。
热管技术现已广泛地应用于宇航、电子、动力、化工、冶金、石油、交通等许多部门,是一种新型的传热元件。
1 热管的工作原理根据热管的传热状况,可以将热管的工作过程分为蒸发段、输送段、凝结段三个工作阶段。
当热源對热管的一端进行加热时,工作液受热沸腾而蒸发,蒸气在压差的作用下高速地流向热管的另一端,在另一端放出潜热而凝结。
凝结液在吸液芯毛细抽吸力的作用下,从冷端返回热端。
如此反复循环,热量就从热端不断地传递到冷端,这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。
在热量进行传递的过程中,要将两个部分的传递划分开来,这样做的好处是能够保证热量的有效传递,确保它在传递的过程中不会发生过多的热量损失。
2 热管的分类热管的类型很多,通常按照不同的划分标准有不同的分类方式。
按工作温度划分,热管一般分为极低温热管(工作温度低于-200℃)、低温热管(工作温度在-200℃~50℃)、常温热管(工作温度在50℃~250℃)、中温热管(工作温度在250℃~600℃)、高温热管(工作温度高于600℃)。
按工作液回流的原理划分,热管一般分为内装有吸液芯的有芯热管、两项闭式热虹吸管、重力辅助热管、旋转热管。
按形状划分,热管一般分为管形、板形、室形、L形、可弯曲形等。
3 热管技术的特点(1)安全性。
热管技术及其工程应用
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热管技术及其工程应用
热管技术是空气压缩器的现代化技术,它是一种新型的节能和环境保护技术,具有结构简单、体积小、可靠性高等优点。
热管技术可以用来生产多种温度不同的空气压缩机,以满足客户的不同需求。
热管技术的工作原理是在高温条件下利用金属热管发挥其能量
转移的作用,通过热管内壁的热能传输,实现空气压缩机蓄热,把空气转变成较高压力的低温空气。
热管技术的应用非常多,它可以用在空调压缩机、冷却器和加热器等应用领域,其中,最常用的就是空调压缩机,它可以将空气从一端压缩到另一端,达到加热和冷却的效果。
此外,热管技术可以用在工业或者冶金等行业中,用来冷却或加热水,以便进行进一步的处理。
热管技术具有节能、高效、稳定性等优点,可以有效提高生产效率。
相比传统技术,热管技术工作效率更高,耗电量较低,更加环保。
此外,它的结构简单,体积小,可靠性高,可以有效满足客户的需求。
总的来说,热管技术是一种新型的节能和环保技术。
它具有节能高效、体积小、可靠性高等优点,目前已经广泛应用于空调压缩机、冷却器和加热器等多种领域,并可以为用户提供高质量的产品和服务,从而满足客户的需求。
随着科学技术的发展,热管技术将会发挥更大的作用,同时也将会持续研发出更多能够满足客户需求的新型热管产品。
我们相信,未来热管技术在不断推进中将会引领着更高水平的节能和环保技术,为社会发展和经济发展做出更大的贡献。
浅议热管技术及其在热能工程中的应用.doc
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浅议热管技术及其在热能工程中的应用热管技术现在运用的越来越频繁,本文对热管的基本组成,热管的工作原理,以及热管的分类和热管在应用的过程中,所要解决的技术关键做了详细的分析,并且对热管技术在热能工程的应用进行了分析和研究,给以后的热管研究提供了参考。
随着科学技术的发展越来越快,热能工程的发展也是与日俱进,热管技术也投入到了应用。
热管的导热系数非常高,是铝、银等金属的上千倍。
如果使用热管技术,热管的截面非常的小,并且不需要加入任何的动力就可以让巨大的热能,进行传输。
因此,热管在热能工程的应用越来越广泛。
热管的组成和原理1.1.热管的组成典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成,将管内抽成1.3×(10负1---10负4)Pa的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。
管的一端为蒸发段(加热段),另一端为冷凝段(冷却段),根据应用需要在两段中间可布置绝热段。
当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。
如此循环不己,热量由热管的一端传至另—端。
热管在实现这一热量转移的过程中,包含了以下六个相互关联的主要过程:1.1.1.热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到(液---汽)分界面;1.1.2.液体在蒸发段内的(液--汽)分界面上蒸发;1.1.3.蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段;1.1.4.蒸汽在冷凝段内的汽.液分界面上凝结:1.1.5.热量从(汽--液)分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源:1.1.6.在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
1.2.热管的原理在加热热管的蒸发段,管芯内的工作液体受热蒸发,并带走热量,该热量为工作液体的蒸发潜热,蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段,凝结成液体,同时放出潜热,在毛细力的作用下,液体回流到蒸发段。
这样,就完成了一个闭合循环,从而将大量的热量从加热段传到散热段。
热管技术及其工程应用
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热管技术及其工程应用热管技术是一种先进的节能技术,它可以有效地降低用电量,减少能源消耗,从而改善和保护环境。
它的应用范围涉及汽车、建筑、制冷、供热、热水系统等多个领域,能有效改善能效,减少污染物的排放,提高能源利用率。
热管技术最早出现在20世纪50年代。
当时,它主要用于电力行业,以减少电力消耗。
随着科学技术的发展和人们对节能的重视,热管技术和热管工程得到了越来越多的应用。
汽车行业首先采用热管技术,其最突出的特征是体积小、重量轻、效率高。
它不仅可以减少发动机油耗,而且可以缩短发动机运行时间,减少排放,提高汽车性能。
热管技术还可以用于汽车空调系统,改善车辆内部环境,减少空调系统的耗电量。
在建筑行业中,热管技术的应用更加广泛。
它可以用于采暖和供热系统,可以改善房间的温度和湿度,减少用电量,延长设备的使用寿命。
热管技术还可以用于室外温控,改善外部建筑的热损失,保持室外环境的舒适度,减少能耗。
另外,热管技术也可以用于电子行业,如制冷系统、激光器、半导体芯片等。
它可以有效控制芯片的温度,降低元器件损坏的可能性,提高制冷系统的效率,减少制冷剂的排放量。
此外,热管技术在工业过程中也有重要应用。
热管可以有效控制工业设备的温度,维持运行环境的稳定,减少能源消耗,降低污染物排放。
比如,在石油化工、电镀、液体冶炼等领域,采用热管技术可以减少热能损失,提高能效,节约能源。
热管技术已经成为节能减排的重要解决方案。
热管工程应用可以大大减少用电量,同时还可以改善效率,提高能效,改善和保护环境,是21世纪最受欢迎的技术之一。
因此,决定采用热管技术的话,必须找到一个有经验的热管工程商来为系统定制布线方案,确保热管工程的顺利实施,实现节能减排的目标。
只有通过广泛采用热管技术和热管工程,才能推动绿色能源发展,实现节能减排,建设绿色家园。
总之,热管技术和热管工程的应用使能源资源有效利用,推动绿色能源发展,保障环境的健康发展,为构建美丽家园作出贡献。
热能工程中热管技术的运用探讨
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热能工程中热管技术的运用探讨摘要:随着热管装置的不断应用,热管技术受到越来越多热能项目的青睐。
目前,我国许多热能项目都应用了热管技术,热管技术在不断应用中得到了改进,并逐渐形成了一种适应热能工程发展现状的技术。
介绍了热管的基本结构和工作原理,讨论了热管在热能工程中的应用。
关键词:热管技术;热工;应用导言:虽然热能工程在中国已经发展了多年,但在发展过程中也遇到了很多问题,特别是在一些材料的使用和一些导热材料的研究方面,往往受到各种因素的影响,导致施工效果不佳。
热管的发明刚刚解决了这些问题。
与一些普通金属的导热系数相比,热管的导热系数是普通金属的数千倍。
热管可以通过较小的横截面传输大部分热量,传输距离相对较长。
可实现远距离传热。
可以看出其导热性。
因此,越来越多的热能项目开始应用热管技术。
(1)热管的基本组成和工作原理1.1热管的基本组成常用的热管主要由毛细管结构、主体和内腔三部分组成。
金属管是其主要部分,一直处于封闭状态。
在具体应用过程中,大部分由碳钢和不锈钢制成。
由于材料的特殊性,它可以在应用过程中承受较大的压力,并处于完全关闭状态。
热管内腔中有少量的气体或液体工质,大部分由氨、水、丙醇和甲醇组成。
金属管内仍有一些空气和杂物,不能作为金属管结构的一部分。
热管本身可以形成封闭系统。
1.2热管工作原理根据传热的具体条件,热管主要分为三部分,即保温、蒸发和冷凝。
在整个应用过程中,蒸发段和热管中的液体温度将在一定程度上显著升高。
整体蒸发后,热管蒸发段的气体压力将迅速增加。
饱和蒸发压力是气体压力的饱和状态。
在向蒸汽转移的过程中,热量主要以浅热量的形式存在。
在整个过程中,饱和蒸汽压力将持续升高,这将导致冷凝段的压力低于整个蒸汽段的压力。
在此工作阶段,蒸汽通道的作用是使蒸汽缓慢流向冷凝段,在冷凝过程中会释放大量的潜热。
潜热最初由冷凝释放。
在释放过程中,将释放大量热量。
热量主要通过芯和热管的管壁传递。
这是一个在整个过程中没有外力的传统过程。
热管技术在热能工程中的运用探思
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热管技术在热能工程中的运用探思摘要:本文详细论述了热传导技术的基本结构、工作原理、分类、应用的关键技术及在热工中的应用,供导热专家参考。
关键词:热管技术;热能工程;应用随着科学技术的不断创新,热工技术也在不断发展,但在热工领域,从来没有出现过这样的问题,从传统导热材料的角度来看,高隔热材料和高导热材料的研究和使用,对铝、铜、银等金属具有良好的导热性,但这些金属的导热系数尺寸仍然比较小,最高数量级是102w/m(与之相反),在这种情况下,热导体的发明解决了这一技术问题。
在最大导热系数为105W/m的热管上可与尺寸有关。
由于导热管的导热系数越来越大,导热系数越来越高,导热系数也越来越高。
1热管的基本组成及工作原理1.1热管的基本组成常用的热管主要由三部分组成:主体、内腔和毛细管结构。
管道的主要部分是一个封闭的金属管,通常由不锈钢、碳钢和其他金属组成。
它能承受相当大的压力。
内腔内有少量气体或液体工作液(水、甲醇、丙烯醇、氨等)和毛细管结构。
金属管内不得含有空气和异物。
1.2热管的工作原理根据换热状态的不同,热管沿导热轴可分为三个工作区,即蒸发区、冷凝区和保温区。
在工作过程中,外部热量使蒸发区和内部流体的温度升高。
蒸发后,蒸发区的气压迅速增加。
当空气压力达到饱和压力时,热量以潜热的形式传递给蒸汽。
在蒸发区的饱和蒸汽压逐渐增加,导致蒸汽区的气压远大于冷凝区的气压。
此时蒸汽沿蒸汽通道缓慢流动进入冷凝段,然后在冷凝段冷凝为潜热冷凝部分释放的潜热通过热管的芯部和壁,将热量传递到管道外部,从而在没有外力的情况下完成传热过程。
在工作过程中,将释放热量的流体反向,沿着子体返回,最后返回蒸发,然后引导下一个热传递通过。
在传热过程中,热量可以不断地从蒸发区传递到冷凝区,另一方面为绝热段提供了流道,它还将蒸发器部分与冷凝部分分开,确保热管中的热量不被分配到外部,从而确保有效的传热。
2热管在热能工程中应用的技术关键2.1旋流传热技术由于旋转产生的离心力,热管内的工作液可以从冷凝部分回流到蒸发器部分,也可以通过工作液在一般情况下的液位差来实现回流,旋转换热技术可用于高速扭矩零件,如高速钻头、电机波等。
热管技术在热能工程中的应用
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热管技术在热能工程中的应用摘要:随着我国社会经济建设的进步与发展,进一步地推动科学技术的进步,尤其是在热能工程之中,热管技术得以广泛地应用与普及,人们越来越重视热管技术的应用。
热管技术以其良好的导热性能广泛地应用于热能工程之中。
本文主要对热管技术在热能工程中的应用加以分析与探讨。
关键词:热管技术;热能工程;应用热管由于在媒介之中的热能传递速度较快,因此不仅具有良好的导热性能,而且不会造成热量的损耗,也可以将其称之为传热超导体,不但使用寿命长,而且具有良好的导热性能与安全性,被作为传热设备广泛地应用于各个领域,特别是在热能工程之中的运用,推动与促进热能工程的可持续发展。
一、热管技术的工作原理在加热热管的过程中,其会释放出大量的热量,内部同时会出现大量的蒸汽,而且热管内部的热量会被蒸汽所带走。
在经过一段时间之后,在遇冷之后蒸汽则会转变为液态,在液化中则会释放出大量的热量。
在管芯的作用下,液态物质则会重新回流至蒸发段,整个过程则属于闭合的路线,在管内蒸汽进行无线的循环,确保热量可以由加热段传递至散热段。
倘若竖直摆放热管,加热段则位于下层,而冷却段则位于上层,无需管芯提供作用力,液体能够在重力的作用之下进行回流,也可以将此种热管称之为热虹吸管,在热能工程之中热虹吸管得以广泛地应用与普及。
如图1所示:1-管壳 2-管芯 3、4-工作液体图1热管工作原理图二、热管技术的主要特征(一)具有较强的适应性一般来说,比较容易控制的位置在热管的冷凝结构以及加热段的位置,从而可以分离热源。
与此同时,热管的换热设备的受热部分以及放热部具有灵活的结构设置,能够对热源的分离距离进行有效的控制,从而符合实际的需求。
针对于热源的分离距离来说,相对比较宽泛,一般大的距离甚至可以达到100cm以上,而小的距离则仅仅有几十厘米,从而可以确保不会泄露冷热液体。
就温差变化方面来说,热管具有良好的适应力,能够有效地控制好平衡温差。
(二)具有较高的传输热量效率作为一种传热介质,较之其他的金属,热管具有较高的传输热量的效率。
浅议热管技术及其在热能工程中的应用
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浅议热管技术及其在热能工程中的应用摘要:随着人类对资源的开发和利用,传统能源逐渐减少,将热管技术应用于热能工程,不但可以实现热能的有效流动,而且还可以节约大量的能量,从而实现节约能源的目的。
尽管这样,大力推行热管技术还存在着技术上的难题,这就需要科研人员继续加大科学研究的力度,解决热管技术的难题,不断推动热管技术的快速发展。
因此本文重点就热管工艺的优势和操作原理展开深入剖析,对热管工艺在热能领域中的实际运用做以梗概性阐释。
关键词:热管技术;热能工程;应用1、热管技术工作原理及特征1.1热管技术工作原理依据热管的传热情况,可把其作业流程划分成蒸发时期、传输时期、凝结时期三个作业时期。
在热管的一侧被热源实施加热时,工作液会受此蒸发,形成的气体的压差的影响下迅速向着热管的另一侧移动,在另一侧释放潜热从而凝结。
而凝结液在吸液芯毛细抽吸力的影响下,自冷端迁移至热端。
这样重复循环,热量便在热端连续不断的传输到冷端,此种循环是迅速展开的,热量能持续性的被传递。
在热量展开传输的进程中,要把两端的传输予以分离,这样能确保热量的高效传输,保障其在传输进程中减少热量亏损。
1.2热管技术的优势首先,热管换热设备较常规设备更安全、可靠,可长期连续运行。
这一特点对连续性生产的工程有特别重要的意义。
常规换热器设备一般是间壁换热,冷热流体分布在器壁的两侧流过,如管壁或者器壁有泄漏,则将造成停产损失。
由热管组成的换热设备,则是在二次间壁换热,即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段才能传到冷流体,而热管一般不可能在蒸发和冷凝段同时破坏,所以大大增加了设备运行的可靠性。
其次,传热速率大。
在换热器中,与紫铜、银、铝等金属材料相比,热管的导热系数要高出几百倍甚至是上千倍,从传热效率方面来看,能够达85%以上,因此,热管具备优良的导热性能,是一种非常重要的传热介质。
运用热管技术,不仅能够有效地回收余热,还能够有效地利用太阳能、地热能、排热、废热等低品位热源。
热管技术以及其在工程中的具体应用详解-精品图文
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热管技术及其工程应用第一章绪论热管的发展史一.热管的组成第二章热管及其特性图2.1 热管示意图1—管壳;2—管芯;3—蒸汽腔;4—工作液Heat Pipes for Dehumidification(除湿气)热管的工作液要有较高的汽化潜热要有较高的汽化潜热、、导热系数导热系数,,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质将积累在蒸发段破坏毛细结构。
二. 热管的工作过程(2)液体在蒸发段的液-气分界面上蒸发;(3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流向冷凝段;(4)蒸汽在冷凝段内的液-气分界面上凝结;(5)热量从液-气分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源;(6)在吸液芯内由于毛细作用(或重力等)是冷凝后的工作也体回流到蒸发段。
三.热管的传热极限热管虽然是一种传热性能极好的元件热管虽然是一种传热性能极好的元件,,但也不可能无限加大热负荷但也不可能无限加大热负荷,,其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制,,如毛细力如毛细力、、声速声速、、携带携带、、冷冻启动冷冻启动、、连续蒸气连续蒸气、、蒸气压力及冷凝等蒸气压力及冷凝等,,因而构成热管的传热极限(或叫工作极限)。
这些传热极限与热管尺寸这些传热极限与热管尺寸、、形状形状、、工作介质工作介质、、吸液芯结构吸液芯结构、、工作温度等有关工作温度等有关,,限制热管传热量的级限类型是由该热管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的。
具体来讲具体来讲,,这些极限主要有主要有((如图所示如图所示):):从图中可以看出:当工作温度低时,最易出现粘性极限及声速极限。
热管的原理与应用
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热管的原理与应用概述热管是一种基于传热工质在内部循环运动的热传导器件。
由于其独特的热传导性能,热管在各种领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍热管的工作原理以及它在不同领域的应用。
一、热管的工作原理热管由壳体、吸热段和放热段组成,内部充满了工作介质。
热管的工作原理可以简述为以下几个步骤:1.蒸发:当热源加热热管的吸热段时,工作介质在吸热段内蒸发成为饱和蒸汽。
2.冷凝:热管放热段与散热器接触,蒸汽在此处失去热量而变为液体。
3.腔体内循环:液体由于蒸气压力差而返回吸热段,完成内部的循环运动。
通过上述的循环过程,热管能够快速地将热量从热源处传递到散热器处,实现热能的传导。
二、热管的应用由于热管具有高效、可靠、无噪音等特点,它在许多领域中得到了广泛的应用。
1.电子散热:随着电子设备的发展,热管在电子散热中的应用越来越广泛。
例如,将热管应用于笔记本电脑的散热系统中,可以有效地降低电子元器件的温度,提高设备的稳定性和寿命。
2.空调与制冷:在空调与制冷系统中,热管可以用作冷凝器和蒸发器。
通过利用热管的高热传导性能,可以提高系统的能效,降低能耗。
3.医疗领域:热管在医疗领域中的应用也越来越多。
例如,在体外循环设备中,热管可以用于控制体外循环回路的温度,确保手术过程中患者体温的稳定。
4.太阳能热利用:热管也可以应用于太阳能热利用系统中。
通过利用热管的高传热效率,可以将太阳能转化为热能,并应用于供暖、热水等领域。
5.航天领域:在航天领域,热管可以应用于航天器的热管散热系统中。
由于航天器在极端条件下工作,热管的高效散热性能可以有效地保护航天器的设备和系统。
以上只是热管应用的一些典型例子,实际上热管在许多其他领域中也有着广泛的应用,如能源领域、电力电子等。
总结热管作为一种高效、可靠的热传导器件,具有广泛的应用前景。
通过热管的工作原理和应用实例的介绍,我们可以看到热管在各种领域中的重要作用。
随着科学技术的进步和应用需求的不断增加,热管的应用前景将更加广阔。
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文章编号:1004-8774(2003)03-24-04
热管技术及其在热能工程中的应用
收稿日期:2002-09-09
何天荣
(湖南大学衡阳分校,湖南421101)
摘要:热管技术越来越得到人们的重视,热管的应用也日益广泛。
然而,热管技术在热能动力工程上的应用还处于初期阶段。
文章在介绍热管技术基本知识的基础上,介绍了热管技术在热能工程中的应用的几个方面及安全问题,用以推动热管技术的进一步发展。
关键词:热管技术;热能工程;应用与安全
中图分类号:Tk172.4 文献标识码:B
Heat Pipe Technology and its Application in Thermal Engineering
HE Tian-rong
Abstract:Heat pipe technoIogy is getting more and more regards,and its appIications are aIso extensive increasingIy. However,in thermaI power engineering,it is stiII being earIy stage.In this paper,after the basic knowIedge of heat pipe technoIogy is introduced,we anaIyze severaI kinds of appIication of heat pipe technoIogy in thermaI engineering and security probIem thereof,in order to impeI it to deveIop further.
Key words:Heat pipe technology;Thermal engineering;Application and security
1 前言
1964年热管诞生于美国的洛斯・阿拉莫斯(Los AIamos)科学实验室,1967年该实验室首次将一支实验用水热管送上了地球卫星轨道,1968年热管第一次用于测地卫星GEOS-!,用来控制仪器的温度。
除空间技术外,热管相继为电子工业所采用,用来冷却电子管、半导体元件和集成电路板等电子元件,并应用于机械、电机部件的冷却。
20世纪70年代热管应用于医用手术刀,随后应用的新领域是能源工程。
国外用于余热回收和空调的热管换热器已部分商品化。
并开展了热管技术在太阳能和地热利用方面的研究。
1972年我国研制出第一根热管,它是以钠为工质的,接着研制了以氨、水、导热油为工质的热管。
热管除了在宇航、石化、电子、机械、轻纺工业及医学上的应用外,目前热管已逐渐应用于热能工程,并显示出它的强大优势。
2 热管的基本结构及原理
2.1 热管的基本结构
热管是由管壳、管芯(或称吸液管)和工作液体三部分组成,如图1所示。
管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器,内部空腔具有较高的原始真空度。
管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成,它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。
工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。
工作液体是热管工作时传递热量的工作介质,一般有水、氨、甲醇、丙酮、R-21、R-113等,其中水的工作范围为45~210C。
工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态,它是在热管处于真空状态下被充入,并填满毛细材料中的微孔,然后予以密封的。
2.2 热管的工作原理
如图1所示,热管一端为蒸发段,中间一段为绝热段(即与外界无热交换),另一端为冷凝段。
当蒸发段受热时,毛细材料中的液体蒸发产生蒸汽流向另一端冷凝段。
冷凝端由于放热冷却使蒸汽又凝结成液体,液体再沿毛细多孔材料流回蒸发段,如此不断循环,将热量从一端传到另一端。
从热管内部的工作过程来看,也对应分成三个工作段,即汽化段、输运段和放热凝结段。
利用这种原理工作的热管称为毛细管式热管。
42工业锅炉2003年第2期(总第78期)
l-管壳2-管芯3、4-工作液体
图3 高温热管蒸汽发生器
是可观的。
实际运行表明,高温热管蒸汽发生器达到的某些性能指标,是其它类型的换热器所达不到的。
可以预见,高温热管蒸汽发生器在小氮肥工业余热回收中将具有广阔的推广应用前景。
(4)实际应用中要解决的热管安全问题
在实际应用中,由于半水煤气含尘量相当高、飞灰颗粒度大、对热管的安全运行会造成积灰,增大流动阻力,产生腐蚀,飞灰对热管壁的撞击与冲刷引起严重的磨损。
采取的措施有:
①翅片间距拉大、高度降低;
②热管与热气流呈75 倾角安装,顺列布置,减少积灰、撞击频率和冲刷磨损;
③控制半水煤气气流在热管管束中的流速为l0~l2m/S;
④在第一排热管前加装挡灰铁。
3.2 热管应用于煤粉锅炉空气预热器
空气预热器是燃用煤粉的水管锅炉的尾部受热
面,是锅炉的重要部件,运行中普遍存在积灰、磨损、低温腐蚀、漏风、风机负荷大等现象,严重影响锅炉的安全性和经济性。
用热管作为传热元件组成的空气预热器,是利用毛细管式热管的工作原理。
这种空预器其结构和管式空预器类似,由热管、隔板和壳体组成,大多呈矩形。
中间隔板把热管管束分成两
图4 65~l30t/h
锅炉热管
图5 热管空气预热器结构示意图
热管空气预热器的优点有:
①热管元件超导传热,换热效率高;
②运行阻力较小,动力消耗少;
③一般无空气泄漏,能用吹灰装置吹灰;
④运行稳定可靠,周期较长;
⑤即使单根热管失效也不影响整体运行;
⑤烟气侧管壁温度较高,不易腐蚀;
①检修较少,运行l0年来从未因其造成全厂停车。
热管空气预热器尚存在的缺点有:
①运行中单根热管等温性能检查较复杂;
②热管空预器必须有较好的吹灰装置相配套,才能充分发挥其作用。
3.4 热管常压热水锅炉
热管常压热水锅炉采用的是重力式热管元件来传递热量,与一般锅炉的差别在于它不是由锅炉辐射和对流受热面直接将高温烟气的热量传递给载热
62工业锅炉2003年第2期(总第78期)
介质(锅炉中的水、汽)。
热管是一种具有很高传热性能的元件,它是应用沸腾吸热和凝结放热的相变传热机理,间接地将高温烟气的热量传递给锅炉工质(水、汽)。
热管常压热水锅炉的吸热端位于炉膛
高温热烟气一侧,它的放热端在被加热工质(水)侧。
表1为两种热管常压热水锅炉的产品型号与规格。
热管常压热水锅炉具有以下优点:
表1 热管常压热水锅炉型号和规格
型号
LRG200~LRG3000
RLG1~RLG15相当发热量104kcal /h
2.5~40 1.6~30容水量kg 200~3000100~1500专供采暖面积
m 2250~4000120~2800
热效率
%
78~80
>72
适用燃料烟煤、无烟煤、木柴、稻草、植物杆、稻壳等
煤、柴、秸杆、木屑,等
耗煤量kg /h 5.6~90 4.5~80炉体重量kg 500~4000
200~23000
外形尺寸
m !0.6>2.04~!1.3>3.55
0.500>1.875~1200>3.28
特点
常压运行,安全可靠。
锅炉立式布置结构紧
凑,烟尘排放小于200mg /Nm 3,烟气黑度小于林格曼黑度1度,升温快,节能30%~40%。
立式小容量固定炉排手烧炉,由炉胆、燃烧室和相当数量的热管构成。
燃烧分为正烧和反烧两种,炉顶装水封排空管和安全膜。
烟尘排放小于100mg /Nm 3,黑度小于1。
(1)启动温度低,启动速度快,升温速度是同类锅炉的1.5~2倍;
(2)热管吸、放热过程无水垢,无腐蚀,能保持良好的传热效率;
(3)可用多种燃料,如柴、煤、草、锯末、稻壳、蔗渣等均可,也可燃油、气;
(4)热效率高,立式锅炉用煤作燃料,热效率">72%;
(5)常压运行安全,操作简单。
目前热管元件已是成熟产品,使用寿命长,其应用于常压热水锅炉前景看好。
5.
作者简介:何天荣,男,湖南大学衡阳分校锅炉压力容器安全教研室,副教授~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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《工业锅炉》———
为设计制造提供新思维, 为节能运行提供新经验。
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2・研究与开发・ 热管技术及其在热能工程中的应用。