热管应用
热管的结构原理及应用实例
热管的结构原理及应用实例1. 热管的结构原理热管是一种高效的热传导设备。
它由管壳、薄壁管和工作介质组成。
薄壁管内充满了工作介质,通常是液体。
热管的结构原理基于两种热传导:液体的对流传热和汽化再凝结传热。
下面是热管的结构原理的详细说明:•管壳:热管的外壳,通常由金属材料制成。
它用于保护热管的内部结构,并提供机械支撑。
•薄壁管:薄壁管是热管的核心组件。
它通常由高导热金属材料制成,如铜或铝。
薄壁管内部充满了工作介质。
•工作介质:工作介质是热传导的介质,通常是液体。
热管内部的工作介质根据工作温度范围的不同可以选择不同种类的液体,如水、乙醇或铵盐。
工作介质在热管内部发生汽化和凝结的过程,从而实现热能的传递。
•液体对流传热:当热源加热薄壁管的某一部分时,工作介质在该部分蒸发,蒸汽向更冷的部分运动。
蒸汽在较冷的区域发生冷凝,释放出热量。
这种液体对流传热的循环过程实现了热能的传递。
•汽化再凝结传热:在热管的工作过程中,工作介质在薄壁管内交替发生汽化和凝结过程。
薄壁管的内壁具有很好的热传导性能,从而使得工作介质的汽化和凝结过程更加高效。
2. 热管的应用实例热管作为一种高效的热传导设备,在各个领域得到了广泛的应用。
以下是一些常见的热管应用实例:•电子散热:热管可以应用于电子设备的散热。
在电子设备中,高功率元件会产生大量的热量。
通过将热管与散热器结合使用,可以有效地将热量从元件传递到散热器,并通过散热器的散热表面将热量散发出去,从而实现电子设备的散热。
•空调系统:热管也可以应用于空调系统中的热能传递。
通过将热管放置在蒸发器和冷凝器之间,可以实现制冷剂的传递和热能的传导,从而提高空调系统的效率。
•光电设备:热管可以应用于光电设备的冷却。
在高功率光电设备中,发热是一个常见的问题。
通过将热管与光电设备连接,可以及时地将发热部件的热量传递到冷却系统,从而保证设备的稳定运行。
•太阳能应用:热管可以应用于太阳能集热器中。
在太阳能集热器中,热管将太阳能转化为热能,并通过传导将热能传递到储热系统或热水器中,实现太阳能的利用。
热管的原理及应用实例
热管的原理及应用实例1. 热管的原理热管是一种利用毛细作用传递热量的热传输器件。
它主要由一个密封的金属管内部充填着工作流体组成。
热管的原理可以简要概括为以下几个步骤:•蒸发段:热管的工作流体在蒸发段受热变成蒸汽,并且吸热带走热量。
•对流段:蒸汽在对流段中传递到冷凝段,同时冷凝为液体,并且释放出吸收的热量。
•冷凝段:冷凝的工作流体液体通过毛细作用返回到蒸发段,完成循环。
热管通过不断的汽化和冷凝过程,实现了高效率的热传输。
它具有以下一些特点:•高传热效率:热管能够实现高效率的热传输,因为工作流体在蒸发和冷凝过程中,具有高传热系数的特点。
•无需外部动力:热管是靠毛细作用来实现液体循环,无需外部动力,因此具有较低的功耗。
•温度均匀性:热管可以实现温度均匀分布,适用于对温度要求较高的应用场景。
•避免热应力:热管的高传热效率可以避免在恶劣工况下产生热应力造成的热破坏。
2. 热管的应用实例热管作为一种高效的热传输器件,已经在多个领域得到了广泛的应用。
以下是几个热管应用的实例:2.1 汽车发动机散热系统热管在汽车发动机散热系统中的应用已经成为一种趋势。
热管可以将发动机上产生的热量传递到散热器上,实现高效的散热。
它可以提高发动机的工作效率,延长发动机寿命。
2.2 电子设备散热热管在电子设备散热领域也有着广泛的应用。
例如,在笔记本电脑中,热管可以将电子设备产生的热量传递到散热风扇上,从而保持设备的正常工作温度。
热管可以提高设备的稳定性和寿命。
2.3 太阳能热水器热管在太阳能热水器中的应用也很常见。
热管可以将太阳能板上的热量传递到水箱中,从而实现太阳能的热水供应。
热管具有高效的传热性能,可以提高太阳能热水器的热转换效率。
2.4 空调系统热管在空调系统中的应用也逐渐增多。
热管可以用于室内和室外机之间的热量传递,提高空调系统的能效比。
热管还可以降低室内机的噪音和震动,提高舒适度。
2.5 光伏系统热管在光伏系统中的应用也具有重要意义。
热管原理生活中的应用
热管原理生活中的应用1. 热管的基本原理热管是一种利用液体和气体在封闭系统中传递热量的设备。
其基本原理是利用液体在低温端被加热后蒸发成气体,在高温端被冷却后凝结成液体,从而实现热量传递。
热管由内管、外管和工作介质组成,内管内充满工作介质。
2. 热管在电子设备中的应用2.1 CPU散热器热管广泛应用于CPU散热器中。
CPU在工作过程中会产生大量热量,如果不能及时散热,会导致CPU温度过高,影响计算机的性能和稳定性。
热管散热器通过将CPU产生的热量传递到风扇上,并利用风扇的散热效果将热量排出,保持CPU的正常工作温度。
2.2 电子设备散热除了CPU散热器,热管还广泛应用于其他电子设备的散热中。
例如,笔记本电脑中的散热器、手机中的散热模组等都可以利用热管的原理将热量传递到散热器上,实现快速散热,保障设备的正常工作。
3. 热管在能源领域的应用3.1 太阳能热水器太阳能热水器利用太阳能将水加热至一定温度。
在太阳能集热器中,热管被用来将吸收的热量传递到储水箱中,提供热水供应。
热管的高热传导和热量传递效率使得太阳能热水器的热量转换更加高效。
3.2 核反应堆传热系统目前一些核反应堆的传热系统中,也采用了热管的技术。
传统的传热系统使用流体循环进行热量传递,而热管可以直接将热量传递到合适的位置,不需要额外的能量消耗,提高了传热效率和系统可靠性。
4. 热管在航天领域的应用4.1 航天器温度控制航天器在太空中会面临极端的温度变化,需要对温度进行有效控制。
热管可以通过将热量从较热的部分传递到较冷的部分,实现航天器内部温度的均衡。
在航天器的结构中,热管被广泛应用于温控系统,保护航天器内部设备的正常运行。
4.2 空调系统在航天站和宇航器中,也需要进行空调系统的设计。
热管可以作为传热装置,将处于不同温度的空气导入相应的区域,实现温度的均衡。
热管可以减小空调系统的体积和重量,提高系统的效率和可靠性。
5. 热管在新能源领域的应用5.1 电动汽车电池散热系统在电动汽车中,电池产生的热量需要及时散热,否则会影响电池寿命和性能。
热管的应用及原理动画 (2)
热管的应用及原理动画1. 热管的基本原理•热管是一种利用液体蒸汽和冷凝传热的热传导装置。
•热管的基本结构包括盛液器、蒸发器、蒸汽管道和冷凝器。
•在热管内部,液体在蒸发器中蒸发成蒸汽,然后通过蒸汽管道传输到冷凝器,最后在冷凝器中被冷凝成液体。
2. 热管的工作原理•在热管中,液体在蒸发器中受热后蒸发成蒸汽。
•蒸汽通过蒸汽管道传输到冷凝器,并在冷凝器中被冷却成液体。
•冷却的液体由重力或毛细力返回到蒸发器,重新开始循环。
3. 热管的应用领域3.1 电子器件散热•热管可以用于电子器件的散热,通过将热量从电子器件传导到散热器,提高散热效率。
3.2 温度控制•热管可以用于温度控制系统,通过调节热管内的液体流动来控制温度。
3.3 热回收•热管可以用于热回收系统,将废热转化为可利用的能量,提高能源利用效率。
3.4 空调与制冷•热管可以用于空调和制冷系统,通过传输热量来调节空间的温度。
4. 热管的优点•高热传导效率:热管内部的液体蒸汽传输热量的效率很高,能够实现快速传热。
•超长传热距离:热管可以实现远距离传热,适用于需要传热距离长的场景。
•热管构造简单:热管的结构相对简单,制造成本较低。
•可靠性和稳定性高:热管不含可动部件,因此可靠性和稳定性较高。
5. 热管的原理动画展示以下是热管的工作原理动画,通过动画可以更直观地理解热管的工作原理:[动画内容暂缺,请自行查找热管工作原理动画]6. 结论热管是一种应用广泛的热传导装置,具有高效传热、远距离传热、简单构造、可靠稳定等优点,被广泛应用于电子器件散热、温度控制、热回收、空调与制冷等领域。
希望通过本文所提供的信息,能够增加对热管的了解,并在相关应用中发挥更大作用。
工程热力学热管技术在热力循环中的应用
工程热力学热管技术在热力循环中的应用工程热力学热管技术是一种基于传热、传质、传动和传感的研究方法和工程应用技术。
它利用液体在热管内循环流动的特性,实现热的传递、驱动和控制。
热管技术广泛应用于工业生产中,特别是在热力循环中,具有诸多优势。
本文将以几个方面来介绍工程热力学热管技术在热力循环中的应用。
一、热管在热力循环中的原理热力循环是一种能量转换过程,通过热源使工质的温度和热量变化,从而实现能量转换。
而热管作为热力循环中的一个重要组成部分,起到传热、传质和传动的作用。
热管的基本结构由内外两层金属管壳组成,内层为蒸发段,外层为冷凝段。
其中,内层充满工质,通过蒸发和冷凝循环流动,实现热的传递;外层则起到隔热的作用,保证热管的热效率。
当热管的一端受到热源的加热,蒸发段内的工质蒸发成气态向另一端的冷凝段传递热量,在冷凝段被冷却介质吸收热量并变为液态,然后再次返回蒸发段进行循环。
二、热管在热力循环中的应用1. 热管在核电厂中的应用热管技术在核电厂中具有广泛的应用前景。
核电厂需要对核反应堆进行冷却,而传统的冷却方式有许多问题,如过热、不均匀、温度梯度大等。
而利用热管技术可以解决这些问题,提高核电厂的安全性和效率。
2. 热管在太阳能热能利用中的应用太阳能热能是一种绿色、清洁的能源,利用太阳能进行热能转换可以有效减少能源消耗和环境污染。
而热管技术可以提高太阳能的热能利用效率,将太阳能转化为实用的热能,广泛应用于太阳能热水器、太阳能空调等领域。
3. 热管在航空航天中的应用热管技术在航空航天领域中有着重要的应用价值。
在宇宙空间中,传统的传导和对流传热方式受到限制,而热管技术可以通过液体流动的方式实现热量的传输和均衡,提高航空航天器的散热效果,保证设备的正常运行。
4. 热管在工业生产中的应用热管技术在工业生产中有着广泛的应用。
例如,在钢铁冶炼过程中,热管技术可以用于冷凝和回收高温废气中的热能,提高能源利用效率。
此外,在工业热处理、电子设备制造等领域,热管技术也可以用于温度控制和热能回收。
热管工作原理
热管工作原理引言概述:热管是一种利用液体在内部循环运动传热的热传导器件,具有高效、快速、均匀传热的特点。
本文将详细介绍热管的工作原理及其应用。
一、热管结构1.1 热管壳体:通常为金属材料制成,内部充满工作流体。
1.2 蒸发段:位于热管的一端,液体在此蒸发成气体。
1.3 冷凝段:位于热管的另一端,气体在此冷凝成液体。
二、热管工作原理2.1 蒸发:热管的蒸发段受热后,液体吸收热量蒸发成气体。
2.2 运动:气体在热管内部产生对流运动,将热量传递到冷凝段。
2.3 冷凝:气体在冷凝段散热后,冷凝成液体,完成热量传递循环。
三、热管的应用领域3.1 电子散热:热管可用于电子设备的散热,提高散热效率。
3.2 温度调节:热管可用于调节温度,保持设备稳定工作。
3.3 空调制冷:热管在空调中的应用可提高制冷效果,节能环保。
四、热管的优势4.1 高效传热:热管传热效率高,传热速度快。
4.2 均匀传热:热管能够实现均匀传热,避免局部过热。
4.3 结构简单:热管结构简单,易于创造和维护。
五、热管的发展前景5.1 新材料应用:随着新材料的应用,热管的传热效率将进一步提升。
5.2 智能化应用:热管在智能设备中的应用将更加广泛,提高设备性能。
5.3 绿色环保:热管的节能环保特性将使其在未来得到更广泛的应用。
总结:热管作为一种高效的热传导器件,在电子散热、温度调节、空调制冷等领域具有重要应用价值,其优势在于高效传热、均匀传热和结构简单。
随着新材料和智能化技术的发展,热管的应用前景将更加广阔,为节能环保做出贡献。
热管技术的应用研究与发展
热管技术的应用研究与发展热管技术是一种热传导技术,它利用物质的蒸发和冷凝原理,将热量从一个位置传输到另一个位置,被广泛应用于电子设备、军事、航空航天等领域。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,热管技术的应用和研究得到了持续的推进和发展。
热管技术最早出现在1960年代后期,主要应用于太空技术中,用于控制卫星上电子设备的温度。
随着该技术的不断成熟和发展,其应用领域不断拓宽。
目前,热管技术已经应用于各种电子设备,例如笔记本电脑、手机、平板电脑等,通过热管技术的热导性能实现散热降温,提高设备稳定性和寿命。
同时,在军事、航空航天领域,热管技术也被广泛用于控制和维持各种设备的温度,提高设备性能和稳定性。
热管技术的基本原理是利用工作流体的液态和气态相变过程来传导热量。
工作流体的蒸发和冷凝是热传导的基本形式,热量从热源端向工作流体传递,利用蒸汽的扩散浸渍到蒸汽空腔壁面上,再通过冷凝放出潜热释放给冷源。
通过工作流体的流动达到传递热量的效果。
与其他传热技术相相比,热管技术具有以下优点:1.高热传导能力。
热管技术可以跨越较长距离传输热量,具有很强的热传导能力。
2.自控制效应。
热管在工作过程中,由于相变过程的自发控制,具有自控制效应,可以有效地控制热源温度。
3.可靠性高。
由于热管内无运动部件和润滑剂等机械结构,所以热管寿命长,可靠性高。
热管技术的应用越来越广泛,其优越的热传导性能和可靠性也引起了越来越多的研究和发展。
其中一个关键的发展方向是优化热管结构和材料,以达到更高的热传导性能和工作温度范围。
现代材料科学的发展为热管技术的进一步发展提供了重要的支撑。
例如,高温热管技术能够解决高温条件下热量传递的问题,提高了热管的工作温度范围。
有学者提出了高温热管技术的基础元件,包括压缩机、蒸发器、冷凝器和热管本体等。
在热管本体方面,研发团队采用了碳化硅纳米材料作为热管主体,大大提高了热传导速度和传导能力,极大地拓展了高温热管技术的应用领域。
热管的应用及原理大全
热管的应用及原理大全1. 热管的基本原理•热管由两个端口连接的密封金属管组成,内部充满工作介质。
•工作介质在低温端吸收热量,然后蒸发成气体。
•气体在热管内自然对流,传输到高温端并释放热量。
•气体在高温端冷凝成液体,然后通过毛细力回流到低温端。
2. 热管的分类1.传统热管–铜热管:用于电子设备冷却,效率高,成本低。
–马弗热管:用于高温应用,能耗低。
–氨热管:用于低温工作环境,稳定性好。
2.精细热管–超薄热管:用于薄型电子产品的散热,体积小巧。
–微通道热管:用于高功率电子元件的散热,热传导性能好。
–微结构热管:用于微型工程领域,能快速均匀地传导热量。
3. 热管的应用领域1.电子设备冷却–服务器和计算机散热。
–智能手机和平板电脑散热。
–电源模块和功率放大器散热。
2.工业制冷–涡轮机和喷气发动机冷却。
–高精度设备和仪器散热。
–工业炉和燃气轮机冷却。
3.空调与制冷–汽车空调和冷藏车制冷。
–空调设备和恒温器冷却。
–制冷器和冷凝器冷却。
4. 热管的优势和特点•散热性能卓越:热管能够快速有效地传输热量,大大提高散热效率。
•结构简单紧凑:热管通常只有两个端口,结构简单紧凑,便于安装和维护。
•体积轻巧:热管体积小巧,适用于薄型电子设备和微型工程。
•工作稳定可靠:热管通过自然对流工作,无需外部能源,工作稳定可靠。
•环保节能:热管可以提高能源利用效率,减少系统能耗。
5. 热管的发展趋势•进一步提高散热性能:改进热管材料和设计,提高热管的散热能力。
•发展微型热管技术:适应微型化及高功率集成电路的散热需求。
•探索新的应用领域:将热管技术应用于新兴领域,如军事航空等。
以上是关于热管的应用及原理的介绍,热管作为一种高效的热传导技术,正广泛应用于电子设备、工业制冷和空调制冷等领域。
通过不断创新和发展,热管将能够在更多领域展现其优势,并为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。
热管应用
高温热管
高温热管是指工作温度大于750K的热管,其 工质主要是液态金属,如钠、钾和锂。当热 管运行温度高于1400K时,可选用钡、锶、 钙、铅等。 目前高温热管工质中技术成熟、应用广泛的 主要是钠和钾。 高温热管工质使用温度的上限取决与相应的 饱和蒸汽压力,压力对热管的强度具有决定 性的影响。
渠氏热管
渠氏热管的应用: 集成电路芯片以及一些电子元件尺寸日小, 而热扩散需要日高,渠氏热超导管能很好满 足尺寸小、传热速率大且热效率高的要求; 大、中、小型加热系统的余热回收工程可有 效节约能源;各种形式的锅炉和余热锅炉, 热效率在95%以上; 发电和输、配电中的循环水加热系统,电磁 铁芯和高功率控制元件的冷却,核能发电的 过热量处理和应急冷却;太阳能集热器和地
脉动热管
脉动热管可以作为一种高效的导热元件广泛应用于 电子元器件冷却,如下图用于冷却多芯片模块的脉 动热管散热翅和用于cpu散热的无风扇散热器。
径向热管
热管工作介质沿热管轴向流动时沿轴向传递热量, 这种热管称为轴向热管,而径向热管的工作介质是 沿热管径向流动沿径向传递热量。
有吸液芯径向热管
渠氏热管
主要特点: 适应温度范围宽。可在- 100~1300℃范围内 工作。 传热速度快,热载能力大,传热效率大于100% , 也就是说热阻为“零”。这种特点在当今热 管技术中是空前的。 无相变热管在外型结构上与钢—水型普通热 管一样,都是真空的。所不同的只是内部充填 的无机工质为无机物,是无相变传热。 沿轴向的温度分布奇特,距热源远端的温度 比近端还高;
径向热管
径向热管因为将冷凝段臵于蒸发段中,使得冷却段 进出口流速易于调节,且蒸发段内充液率可变,使 得壁温控制易于实现。
热管技术及其工程应用z
热管的应用领域广泛,涉及到不同的行业和领域,需要针 对不同的应用场景进行定制化设计和优化,以满足多样化 的需求。
热管技术的发展趋势与前景
高效化
随着科技的发展,对热管传热效率的要求越来越高,未来 热管技术将不断向高效化方向发展,提高热管的传热性能 和效率。
长寿命化
热管的使用寿命是衡量其性能的重要指标之一,未来热管 技术将不断追求长寿命化,提高热管的使用寿命和稳定性 。
微型化
随着微型化技术的发展,未来热管技术将向微型化方向发 展,应用于更小规模和更高精度的领域,如微型电子器件 散热等。
智能化
随着智能化技术的发展,未来热管技术将与智能化技术相 结合,实现热管的自适应调节和智能控制,提高热管的传 热热的案例分析
热管内部的相变过程
总结词
相变过程是热管内部传热的关键环节。
详细描述
在热管内部,工作液体在加热条件下发生相变,由液态变为气态,产生蒸汽流动 。这个相变过程伴随着大量热量的吸收和释放,是热管实现高效传热的关键。
热管的传热过程分析
总结词
热管的传热过程涉及多个物理现象。
详细描述
热管的传热过程包括工作液体的汽化、蒸汽的流动、蒸汽的冷凝和回流等环节。这些环节相互作用, 共同实现高效的热量传递。此外,热管内部的传热还受到管壁导热、蒸汽与管壁的对流换热等因素的 影响。
热管在余热回收和热能利用中的应用
总结词:节能环保
详细描述:热管技术广泛应用于余热回收和热能利用,将废弃的热量转化为可利用的能源,提高能源 利用效率,降低能耗和排放,符合节能环保的理念。
热管在新能源领域的应用
总结词:创新驱动
详细描述:随着新能源技术的不断发展,热管技术在太阳能 、风能等新能源领域得到广泛应用。热管能够高效地转换和 利用新能源产生的热能,推动新能源技术的创新和发展。
热管技术的原理及应用
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。
热管的原理和应用是什么
热管的原理和应用是什么1. 热管的原理热管是一种利用液体在内部循环传导热量的热传导器件。
它由一个密封的金属管内,充填有适当的工质(通常为液态低沸点的物质如水银或乙醚)。
热管的工作原理主要包括以下几个步骤:•蒸发:当热管一端加热时,工质在较高温度下蒸发。
•传热:蒸汽在热管管内传输,带走热量。
•冷凝:热管另一端的冷区导热,使蒸汽冷凝为液体。
•回流:液体通过内部管道回流到蒸发器的热端。
热管的原理依靠液体的蒸发和冷凝过程,将热能从一端传导到另一端。
热管具有高传热效率、快速响应、低温差和无需外部能源等特点。
2. 热管的应用热管的应用十分广泛,涵盖了多个领域。
以下是一些常见的热管应用:2.1 散热器热管散热器是热管应用的最常见领域之一。
热管能够高效地传导热量,使热管散热器在电子设备和计算机等领域中得到广泛应用。
热管散热器能够快速将热量传递到散热片上,并利用风扇进行风冷散热。
2.2 温度调节器热管具有调节温度的特点,可以用于温度调节器的制造。
温度调节器通常用于控制器、电源和激光器等设备中,能够稳定设备的工作温度。
热管通过将热量从高温区域传递到低温区域,实现温度的控制和稳定。
2.3 热交换器热管也可以用于热交换器的构造。
热交换器通常用于工业生产和能源系统中,用于传输热量。
热管通过在热交换器内部传导热量,实现热量的平衡和传递。
热交换器的应用领域包括化工、电力和石油等行业。
2.4 太阳能应用在太阳能领域,热管也有重要的应用。
太阳能热管利用太阳光能将工质加热,通过热管管内的传热和冷凝过程,将热能传递到储热器或其他设备中。
太阳能热管可以用于太阳能水热器、太阳能空调和太阳能发电等领域。
2.5 其他领域此外,热管在航空航天、医学设备、冷却系统和热管理等领域也有着广泛的应用。
在飞行器中,热管可以用于控制温度和传导热量;在医学设备中,热管可以用于控制温度并保持设备正常工作。
总之,热管通过其独特的工作原理,在多个领域中发挥着重要的作用。
热管技术及其工程应用
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。
地热能发电中的热管技术应用
地热能发电中的热管技术应用热管是一种利用热传导的原理,将热量从一个位置传递到另一个位置的热传导装置。
它由一个密闭的金属管道组成,管内充满工质,通过利用工质在低温区蒸发吸热,然后在高温区冷凝释放热量的循环流动,实现热量传递。
地热能发电中,热管技术的应用对于提高发电效率、降低成本具有重要意义。
首先,热管技术可以改善地热能发电系统的热量传递效率。
在传统的地热能发电中,地下储热层与发电机组之间通过地热液体管路实现热量传递。
然而,由于管路传热过程中存在热阻、渗漏等问题,导致热量传递效率不高。
而热管作为一种新型的热传导装置,具有传热速度快、传热效率高等优势,可以有效地改善地热能发电系统的热量传递效果。
通过在地热能发电系统中引入热管,可以大大提高热能的传递效率,从而提高发电效率。
其次,热管技术可以实现地热能发电系统的热量分配优化。
在地热能发电中,地下储热层的温度分布不均匀,导致热量在不同区域的利用效率存在差异。
而热管技术可以根据实际需求,将热量从局部高温区域传递到其他区域,实现热量的重分配,从而优化地热能发电系统中的热量利用效果。
这种优化分配的热管技术,可以提高系统的整体效率,从而提高地热能发电的发电量。
此外,热管技术还可以解决地热能发电系统中的热损失问题。
在地热能发电中,由于热阻等原因,会导致热量的损失,降低系统的热能利用效率。
而利用热管技术,可以将热量从系统中迅速传递出来,减少了热能的损失,提高了系统的热能利用效率。
通过在地热能发电系统中应用热管技术,可以在一定程度上降低其热能损失,提高系统的有效利用率。
此外,热管技术还可以改善地热能发电系统的热交换效果。
在地热能发电系统中,各个部件之间的热交换效果直接影响着系统的整体效率。
而热管技术的应用可以在各个部件之间实现高效热量传递,提高热交换效果,从而提高地热能发电系统的整体效率。
这种热交换优化的热管技术,可以减少各个部件之间的热阻,提高热量传递效率,降低系统能源消耗,更好地利用地热能源。
热管的结构原理及应用实验
热管的结构原理及应用实验1. 热管的结构原理热管是一种能将热量从一个地方转移至另一个地方的热传导设备。
它由密封的金属管壳、工作介质和毛细结构组成。
1.1 金属管壳热管的外层是一个金属管壳,通常由铜、铝等材料制成。
金属管壳具有优良的导热性和机械强度,能够保护内部的工作介质。
1.2 工作介质热管的工作介质一般采用液态物质,如水、乙醇等。
工作介质的选择取决于应用领域和温度范围。
工作介质的主要作用是在热管内部传递热量。
1.3 毛细结构热管内部通过毛细结构来提高传热效率。
毛细结构一般由多孔材料组成,如蓬松的金属芯片等。
毛细结构的主要作用是增加内部表面积,提高工作介质与热管内壁的接触面积,从而增强热量传递效果。
2. 热管的应用实验热管具有广泛的应用领域,包括电子散热、航空航天、能源利用等方面。
以下为热管的几个应用实验案例:2.1 电子散热在电子设备中,高功率的芯片会产生大量的热量,如果不能及时散热,会影响芯片的性能和寿命。
通过将热管与散热片结合起来,可以将热量快速传递到散热片上,并通过散热片将热量散发到周围环境中。
2.2 空调系统热管在空调系统中的应用主要是用于湿度控制。
通过利用热管的传热性能,可以将空气中的湿气凝结成水,并排出系统外部,从而达到降低湿度的目的。
2.3 热电联供系统热电联供系统是指通过热电发电和供热技术的结合,实现能源的高效利用。
热管在热电联供系统中的应用主要是用于传递热量和回收废热,提高系统的能量利用效率。
2.4 太阳能领域热管在太阳能领域的应用主要是用于太阳能集热器的热量传递。
通过将太阳能吸收器与热管相结合,可以将太阳能快速传递到热交换器上,并实现高效的热能利用。
2.5 航空航天领域热管在航空航天领域的应用主要是用于航天器和卫星的热控制。
通过利用热管的传热性能,可以快速将航天器或卫星内部的热量传递到散热器上,从而保持内部温度的稳定。
结论热管作为一种高效的热传导设备,具有广泛的应用前景。
通过了解热管的结构原理和应用实验,我们可以更好地理解热管的工作原理,并在不同领域中进行热管的应用研究和设计。
热管的应用及原理
热管的应用及原理1. 热管的应用热管是一种热传导和热控制装置,广泛应用于各个领域。
以下是热管的主要应用领域:1.电子器件散热:热管可以将电子器件产生的热量传导到远离器件的散热器上,提高散热效率,有效保护电子器件的工作稳定性。
2.航天航空工业:热管在航天航空领域中广泛应用,可以用于航天器的温度控制和热管理,提高航天器的可靠性和性能。
3.能源领域:热管在核能、太阳能和化学能等能源领域的转换和利用过程中起着重要的作用,可以提高能源转换效率和能量利用率。
4.家电电器:热管在家电电器中的应用也很常见,如电冰箱、空调、热水器等,可以提高设备的能效和使用寿命。
5.医疗器械:热管在医疗器械中被广泛应用,如医用激光设备、核磁共振设备等,可以提高设备的性能和稳定性。
2. 热管的原理热管是一种利用液体的相变和循环来传热的装置。
其基本原理如下:1.工作介质:热管通常由内部充满工作介质的密封管道组成,工作介质一般为易于相变的液体,如水、乙醇、铵等。
2.热力学循环:热管的工作过程是一个闭合的热力学循环过程。
首先,在热管的一端,工作介质吸收热量并蒸发成气体;然后,气体通过压力差的作用将热量传导到热管的另一端;最后,在热管的另一端,气体冷却并凝结成液体,释放热量。
3.热传导:在热管的工作过程中,热量通过工作介质的相变和循环传导,从而实现热量的传递。
4.热阻和热导率:热管的热传导效果主要由热阻和热导率决定。
热阻指的是热量在热管中传导过程中的阻碍程度,而热导率则指的是热量在工作介质中的传导性能。
3. 热管的优势热管具有以下几个优势,使其成为热传导和热控制领域中的重要装置:1.高热传导效率:热管内部的工作介质可以高效传导热量,因此热管具有很高的热传导效率。
2.无需外部动力驱动:热管通过工作介质的相变和循环实现热量的传递,无需外部动力驱动,省去了能源消耗和故障风险。
3.可靠性高:热管的结构简单,传热过程中无机械运动,因此具有较高的可靠性和稳定性。
热管技术及其工程应用
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。
热管应用于空调的原理
热管应用于空调的原理1. 热管的基本原理热管是一种热能传递装置,利用蒸汽相变和对流传热的原理,将热能从一个地方传递到另一个地方。
热管由金属管壳和内部充满工质的毛细管组成。
当热管的一端受热时,工质在低温端蒸发,形成蒸汽,蒸汽通过毛细管传递到高温端,然后在高温端释放热能,变为液体,通过重力或压力差返回低温端,完成热能传递的循环。
2. 热管在空调中的应用2.1 热管的优点•高热传导性能:热管具有很高的热传导性能,能够快速将热能从一个地方传递到另一个地方,提高空调的制冷效率。
•紧凑型设计:热管结构紧凑,可以在有限的空间内实现有效的热能传递,节省空调系统的体积和重量。
•无需外部动力:热管利用其内部的蒸汽相变和对流传热原理,无需外部动力驱动,节省能源消耗。
2.2 热管在空调中的应用方式•热管冷凝器:热管可以作为空调系统的冷凝器,通过冷凝工质释放的热量,将室内的热能传递到室外,实现空调制冷的功能。
•热管蒸发器:热管也可以作为空调系统的蒸发器,通过蒸发工质吸收的热量,将室外的热能传递到室内,实现空调的制热功能。
3. 热管应用于空调的工作原理3.1 冷凝器工作原理•热管冷凝器的工作原理如下:1.空调系统中的制冷剂在蒸发器中吸热,变为蒸汽状态。
2.蒸汽经过压缩机增压后,进入热管冷凝器。
3.在热管冷凝器中,蒸汽通过热管的毛细管壁面,释放热量,并变成液体。
4.液体经过排气管排出系统外。
5.热量通过热管的传导和对流原理,传递到热管的外壁,并释放到室外空气中。
3.2 蒸发器工作原理•热管蒸发器的工作原理如下:1.空调系统中的制冷剂在热管蒸发器中吸热,变为蒸汽状态。
2.蒸汽经过压缩机增压后,进入蒸发器。
3.在蒸发器中,蒸汽通过热管的毛细管壁面,吸收热量,并变成液体。
4.液体通过蒸发器中的毛细管流回蒸发器的低温端。
5.热量通过热管的传导和对流原理,传递到热管的外壁,并释放到室内空气中。
4. 热管应用于空调的优势•高效节能:热管能够快速传递热能,提高空调的制冷或制热效率,使空调系统更加节能。
热管的工作原理及应用实例
热管的工作原理及应用实例热管是什么?热管是一种热传导元件,由一个密封的金属管内部填充一定量的工作流体,工作流体在管内循环运动,由于流体的汽化和凝结作用,使得热量能够有效地传导和传输。
热管的工作原理热管的工作原理基于液体的汽化和凝结过程。
热管内部填充的工作流体通常为低沸点的液体,如水、酒精、氨等。
当热管的热端受热时,液体在热端汽化,形成蒸汽。
蒸汽在热管内部上升,通过对流传递热量。
当蒸汽到达冷端时,受到冷却而凝结成液体,然后通过毛细力回流到热端,完成传热循环。
热管的传热效果主要取决于工作流体的物性和热管的结构参数。
一般情况下,热管具有以下特点:•高传热效率:热管的传热效率比传统的导热材料高得多。
由于蒸汽的对流传热,热管具有很高的热传导能力。
•温度均匀性:热管能够均匀地分布温度,在某些应用中可以实现温度的精确控制。
•紧凑型设计:由于热管的高传热效率,可以使得热管的尺寸相对较小,适用于紧凑型设计场合。
热管的应用实例1. 电子器件的散热热管常用于电子器件的散热中。
如在高性能计算机、服务器、笔记本电脑等设备中,由于集成电路的集中排布和高功率密度,常常会导致散热不足的问题。
使用热管可以将热量从热点迅速传输到散热片上,进而通过散热片实现热量的散发,提高设备的散热性能。
2. 光电器件的温控热管可以用于光电器件的温度控制。
光电器件在工作过程中产生的热量会影响其性能和寿命,因此需要保持一定的工作温度。
使用热管可以将热量从光电器件传导到散热器上,实现对光电器件的温度控制。
3.航空航天领域热管在航空航天领域也有广泛的应用。
在航天器中,热管可以用于航天器内部温度的控制,以及热量的传输和散发。
此外,在火箭发动机的冷却系统中,热管也可以起到重要的作用。
热管的高传热效率和紧凑设计可以有效地降低航天器的重量和尺寸。
4.新能源领域热管在新能源领域也有着广泛的应用。
例如,在太阳能热发电系统中,热管可以用于传输太阳能聚焦后的热量到发电单元。
热管的原理与应用
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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Heat Pipes for Dehumidification(除湿气)
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。 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。 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。
第三部分 热管的分类
由于热管的用途、种类和型式较多,再加上热管在结构、材 质和工作液体等方面各有不同之处,故而对热管的分类也很多,常 用的分类方法有以下几种。 按照工作液体回流动力区分有芯热管、两相闭式热虹吸管(又 称重力热管)、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体 动力热管、渗透热管等等。 按照热管管内工作温度区分有低温热管、常温热管、中温热 管、高温热管等。 按照管壳与工作液体的组合区分有铜-水热管、碳钢-水热管、 铝-丙酮热管、碳钢-萘热管、不锈钢-钠热管等。 按照结构形式区分有普通热管、分离式热管、毛细泵回路热 管、微型热管、平板热管、径向热管等。 按照热管的功用划分有传输热量的热管、热二极管、热开关、 热控制用热管、仿真热管、制冷热管等。
由于工作液体与管壳材料发生化学反应或电化学反应,产生不 凝性气体,在热管工作时,该气体被蒸汽流吹扫到冷凝段聚集起来形成气塞,从而使有效冷凝面积减 小,热阻增大,传热性能恶化。 有机工作介质在一定温度下,会逐渐发生分解,或与壳体材 料发生化学反应,使工作介质改变其物理性能。
(1)产生不凝性气体
(2)工作液体物性恶化
一.两相闭式热虹吸管(Two-Phase Closed Thermal- siphon)
两相闭式热虹吸管又称为重力热 管,简称热虹吸管。 与普通热管原 理一样,但不同的是热管内没有吸 液芯,冷凝液的回流主要是靠自身 的重力作用,因此,热虹吸管的作 用有一定的方向性:冷凝段位置必 须高于蒸发段。其结构简单、制造 方便、成本低廉、而且传热性能优 良、工作可靠,因此他在地面上的 各类传热设备中都可以作为高效传 热元件,其应用领域非常广泛。
热管技术 及其工程应用
Heat pipe Technology and Engineering Application
什么是热管? 热管从何而来?有什么作用? 热管工作的原理是什么?有何特性? 热管跟普通的“管”有什么区别? 什么是热管换热器?常见的热管有哪些种类? 我们日常生活中有哪些场合使用了热管换热器? 热管换热器的研究发展前景如何?
分离式热管其蒸发段和冷凝 段是分开的,通过蒸汽上升管和 液体下降管连通形成一个自然循 环回路。工作时,在热管内的工 质汇集在蒸发段,蒸发段受热后, 工质蒸发,产生的蒸汽通过蒸汽 上升管到达冷凝段释放出潜热而 凝结成液体,在重力作用下,经 液体下降管回到蒸发段,如此循 环往复运行。
分离式热管最大的特点是冷凝段和蒸发段可以较远距离 安装,从而使得冷热流体完全隔离,避免了相互渗漏的问 题 ,安全性能较经典热管大为提高。
(5)恒温特性
四.热管的相容性及寿命
热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内,管内工作液体同壳体 不发生显著的化学反应或物理变化,或有变化但不足以影响热管的工作 性能。相容性在热管的应用中具有重要的意义。只有长期相容性良好的 热管,才能保证稳定的传热性能、长期的工作寿命及工业应用的可能性。 影响热管寿命的因素很多,归结起来,造成热管不相容的主要形式有以 下三方面:
我国于1970年开始的热管研制工作.首先是为航天技术 发展的需要而进行的。
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。 由于我国是一个发展中国家,能源的中和利用水平较低, 因此自80年代初我国的热管研究及开发的重点转向节能及 能源的合理利用,相继开发了热管气-气换热器,热管余热 锅炉、高温热管蒸气发生器,高温热管热风炉等各类热管 产品。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。 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,从1983年起已经先后召开了八届全 国性的热管会议。
两相闭式热虹吸管
二.旋转热管
旋转热管的概念是由 Gray于1969年首次提出的, 他分析了旋转热管较普通 热管具有更强的传热能力。 旋转热管的显著特征是热 管自身是旋转件,因而可 以用于所有需要冷却散热 的旋转零部件,如电机转 子,发动机电动机转轴等 的冷却,具有实际应用价 值。
三.分离式热管
分离式热管结构示意图
二. 热管的工作过程
(1)热量从热源通过热管管 壁和充满工作液的吸液芯传 递到液-气分界面; (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。
可变导热管热阻的简化模型
可变导热管可以分成两大类: 第一类为随着热源温度或 热流率的变化,保持热管的工作温度不变;另一类为保持热 源温度不变。
五.微型热管及小型热管(MHP)
随着集成芯片中电路数目的 增加,其产生热量的散逸变得 越来越困难,除了最高芯片温 度的限制外,对温度均匀性也 有更高的要求,因而热力特性 是电子产品开发、研制中非常 重要的技术,且直接影响到最 终产品的成本、可靠性和表观。 微型热管作为一项很有前途的 技术,可用于计算机芯片以获 得高的热量导出率及温度均匀 化。
工作液体在管壳内连续流动,同时存在着温差、杂质 等因素,使管壳材料发生溶解和腐蚀,流动阻力增大,使热管传热性能降低。当管壳被腐蚀后,引起 强度下降,甚至引起管壳的腐蚀穿孔,使热管完全失效。
(3)管壳材料的腐蚀、溶解
总结:热管技术的重要特点
与常规换热技术相比,热管技术之所以能不断受到工程界欢迎,是因其具 有如下的重要特点。 (1)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,如化工、冶金、动力等部门具有特别重要的意义。常规换 热设备一般都是间壁换热,冷热流体分别在器壁的两侧流过,如管壁或器壁有泄 漏,则将造成停产损失。由热管组成的换热设备,则是二次间壁换热,即热流要 通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体,而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。 (2)热管管壁的温度可调性 热管管壁的温度可以调节,在低温余热回收 或热交换中是相当重要的,因为可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在 低温流体的露点以上,从而可防止露点腐蚀,保证设备的长期运行。这在电站锅 炉尾部的空气预热方面应用得特别成功,设置在锅炉尾部的热管空气预热器,由 于能调整管壁温度不仅能防止烟气结露,而且也避免了烟灰在管壁上的粘结,保 证锅炉长期运行,并提高了锅炉效率。 (3)冷、热段结构和位置布置灵活 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,可适应于各种复杂的场合。由于结构紧 凑占地空间小,因此特别适合于工程改造及地面空间狭小和设备拥挤的场合,且 维修工作量。 (4)热管换热设备效率高,节能效果显著。
热管工作过程动画
注意:热管中的水会
因为内部低压而在100℃ 以下就沸腾蒸发。
热量散失
水蒸汽流 水蒸汽冷凝
热量输入 液态水蒸发 液体由于重力 或吸附力回流
三.热管的基本特性
热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热,热阻很小,因此具 有很高的导热能力。 (2)优良的等温性 热管内腔的蒸汽是处于饱和状态,饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段 所产生的压降很小,根据热力学中的Clausuis-Clapeyron方程式可知, 温降亦很小,因而热管具有优良的等温性。 (3)热流密度可变性 热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积,这样即可以改 变热流密度。 (4)热流方向的可逆性 一根水平放置的有芯热管,由于其内部循环动力是毛细力, 因此任意一端受热就可作为蒸发段,而另一端向外散热就成为冷凝段。
四.可变导热管
普通热管的工作温度是由热源 和热汇的条件确定的,因此,改 变热负荷或蒸发段的温度就将引 起热管工作温度的改变。对于普 通热管来说,其导热率接近一个 常量。然而在某些应用场合,需 要冷凝段(或蒸发段)的温度随着热 负荷的变化而保持不变,因而利 用热管的热可控性产生了可变导 热管(Variable conductance heat pipe,VCHP)。
(1)很高的导热性
普通热管的各部分热阻基本上不随着热量的变化而变化,因此热管各部 分的温度亦加热量变化。但可变导热管,使得冷凝段的热阻随加热量的 增加而降低、随加热量的减少而增加,这样热管在加热量大幅度变化的 情况下,蒸汽温度变化极小,实现温度的控制,这就是热管的恒温特性。 (6)环境的适应性 热管的形状可随热源和冷源的条件而变化,热管可做成电机的转轴、 燃气轮机的叶片、钻头、手术刀等等,热管也可做成分离式的以适应长距 离或冷热流体不能混合的情况下的换热;热管既可以用于地面(重力场), 也可用于空间(无重力场)。
第一部分 热管及其特性
一.热管的组成
图2.1 热管示意图
1—管壳;2—管芯;3—蒸汽腔;4—工作液
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。