热管技术及原理

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热管的结构原理及应用实例

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。

热管技术及原理

热管技术及原理

热管原理热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决,开辟了散热行业新天地。

从热力学的角度看,为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢?物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。

从热传递的三种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。

热管就是利用蒸发制冷,使得热管两端温度差很大,使热量快速传导。

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。

热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。

管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。

热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。

这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。

热管的基本工作典型的热管由管壳、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。

热管的原理及应用实例

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。

热管技术的工作原理及在多领域中的应用

热管技术的工作原理及在多领域中的应用

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。

热管工作原理

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。

热管技术及其工程应用z

热管技术及其工程应用z
热管应用领域的多样性挑战
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

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

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。

热管的工作原理

热管的工作原理

热管的工作原理一、热管的定义和结构热管是一种利用液体蒸汽转化为热能传输的热传输设备。

热管结构一般包括端盖、外壳、液体、蒸汽和毛细管等组成部分。

其工作原理是利用液体在毛细管内受到蒸汽扩散的作用,产生液体运动并传输热能,以达到热传输的目的。

二、热管的工作原理热管的工作原理是基于液体在毛细管内受到蒸汽扩散的作用,从而产生液体运动。

其工作原理主要分为以下三个过程:1、液体吸热过程热管的液体一般为高沸点的液体,如水、乙醇、甘油等,在常温下呈液态。

当热管的一端受到热源的加热时,液体就开始受热,其分子的热运动加快,液体温度和压力均升高。

2、液体汽化过程当液体达到一定温度时,其蒸汽压力超过管壁的压力,就会通过毛细管扩散到热管的另一端,并在那里遇冷凝结成为液体。

在这个过程中,液体蒸发吸收了热量,而蒸汽在凝结过程中释放了热量,把热量传递给了被动的一侧。

3、蒸汽回流过程凝结成液体的蒸汽通过毛细管由低压到高压的方向回流到被动侧,达到传输热能的目的。

三、热管的优点1、高效性:热管能够快速、高效地传递热能,具有传热速度快、传输距离远等优点。

2、可靠性:热管由于没有运动部件,其可靠性比传统的热传输设备更高。

3、安全性:热管使用无毒、无污染的液体作为传输介质,对环境无污染,更加安全可靠。

4、灵活性:热管的传输距离和传热方向可以任意设置,更加灵活方便。

四、热管的应用领域热管广泛应用于许多领域,特别是在电子电器和航空航天领域中,如:1、航空航天领域:热管应用于飞船、卫星等航空航天设备的温控、热控中。

2、电子电器领域:热管可用于计算机、通讯设备、高功率LED灯等设备的散热和温控中。

3、化工领域:热管可用于高温反应、低温分离等化学工艺中。

4、医疗领域:热管可用于医疗设备中实现恒温热控。

五、热管的发展趋势在科技的不断发展下,热管应用的范畴也越来越广泛。

未来,热管的发展趋势主要有以下几个方面:1、新材料:将尝试开发新型材料,以提高热管的运行温度和压力等性能。

高效冷却系统热管技术提高发动机散热效果

高效冷却系统热管技术提高发动机散热效果

高效冷却系统热管技术提高发动机散热效果在现代车辆工业中,发动机冷却是一个非常重要的问题。

由于发动机运行时会产生大量的热量,有效的散热系统对于维持发动机的正常运行至关重要。

在过去的几十年里,科学家和工程师们一直在不断改进发动机冷却技术,以提高散热效果和发动机性能。

热管技术是一种被广泛应用于高效冷却系统的技术之一,本文将重点探讨热管技术在提高发动机散热效果方面的应用。

1. 热管技术概述热管是一种利用液体在封闭空间内的自然循环现象来传递热量的设备。

它由内壁光滑的金属管道以及内部填充的工作流体组成。

当热源作用于热管的一侧时,该侧的工作流体会蒸发并通过管道自然向另一侧传递,然后在另一侧冷却并变成液体,通过重力或毛细作用力返回到热源一侧,循环往复。

由于热管具有高导热性、快速响应和无需外部能量输入等特点,因此被广泛应用于各种领域的热管理系统中。

2. 热管技术在汽车领域的应用在汽车领域,热管技术主要应用于汽车散热系统,特别是发动机冷却系统。

传统的发动机冷却系统主要依靠水泵循环冷却剂进行散热,但在高温和高负荷条件下,传统冷却系统的散热效果有限。

而热管技术的应用可以显著提高散热效果,将热量快速有效地传递到散热器上,从而降低发动机的温度。

3. 热管技术提高发动机散热效果的原理通过在发动机和散热器之间安装热管,可以利用热管的高导热性,快速将发动机产生的热量传递到散热器上。

相比传统的冷却系统,热管技术在散热过程中无需依赖于水泵和冷却剂流动,因此具有更高的散热效率和更迅速的响应速度。

此外,热管技术还可以有效地解决传统冷却系统中的温差不均和冷却剂流动受限等问题。

4. 热管技术的优势和挑战热管技术在提高发动机散热效果方面具有显著的优势。

首先,热管可以大幅度降低发动机的温度,提高发动机的工作效率和寿命。

其次,热管的结构简单紧凑,易于集成到现有的冷却系统中。

此外,热管的运行无需外部能量输入,能够减少动力损失。

然而,热管技术也存在一些挑战,例如热管的选择和设计需要根据具体的应用场景进行优化,而且热管的成本相对较高。

热管散热技术原理分析

热管散热技术原理分析

热管散热技术原理分析
热管散热技术是一种有效的散热方式,广泛应用于电子设备和工业领域。

本文分析了热管散热技术的原理和工作机制。

1. 热管的原理
热管是一种基于液体蒸发和凝结的传热器件。

它由内壁涂覆着特殊液体(工质)的密封金属外壳组成。

热管的一个端口被置于热源处,另一个端口被置于散热器处。

2. 热管的工作机制
当热源端的温度高于散热器端时,热管内的工质开始蒸发。

蒸汽沿着内壁升至散热器端,然后冷凝成液体。

这个过程通过内部毛细结构的作用进行。

3. 热管散热技术的优势
热管散热技术具有如下优势:
- 高传热效率:热管内的工质相变过程使得传热效率更高。

- 均匀散热:热管可以将热量均匀地传输到散热器处,减少热
点的出现。

- 静音工作:由于热管无动力部件,没有噪音产生。

- 可靠性高:热管的主要部件是密封的金属外壳和内壁,因此
具有较高的可靠性。

4. 热管散热技术的应用
热管散热技术广泛应用于电子设备和工业领域,包括但不限于:- 电脑和服务器散热
- 汽车发动机散热
- 空调和制冷设备散热
- 太阳能集热器散热
5. 热管散热技术的发展趋势
随着电子设备和工业领域的不断发展,热管散热技术也在不断
改进和创新。

未来的发展趋势包括:
- 热管材料的改良,提升传热效率
- 尺寸的缩小,适应更多场景
- 效率的提高,减少能量消耗
总结而言,热管散热技术是一种高效且可靠的散热方式,具有广泛的应用前景和发展潜力。

> 注:本文内容仅供参考,具体技术参数和应用场景需根据实际情况确认。

热管技术原理

热管技术原理

热管技术原理
热管技术是一种高效的热传递技术,它利用液体在管内的蒸发和凝结过程,将热量从一个地方传递到另一个地方。

热管由内部充满工作流体的密闭管道组成,工作流体通常是一种易于蒸发和凝结的液体,如水、乙醇、氨等。

热管的工作原理可以简单地概括为:热管的一端吸收热量,使工作流体蒸发,蒸汽在管内传递到另一端,然后在那里冷却凝结,释放热量。

热管技术的优点在于它具有高效、可靠、轻便、无噪音、无污染等特点。

热管可以在各种环境下工作,包括真空、重力、高温、低温等条件下。

热管还可以用于各种应用,如电子散热、太阳能热水器、空调、冷却器等。

热管的工作原理可以通过以下几个步骤来解释:
1. 蒸发:当热管的一端吸收热量时,工作流体开始蒸发。

蒸发过程中,工作流体从液态变为气态,吸收热量。

2. 传热:蒸汽在管内传递到另一端,这个过程中,蒸汽会带走热量,从而将热量从一端传递到另一端。

3. 冷凝:当蒸汽到达另一端时,它会冷却凝结成液态,释放热量。

这个过程中,工作流体从气态变为液态,释放热量。

4. 回流:凝结后的工作流体会通过毛细作用回流到热管的另一端,
重新开始蒸发过程。

热管技术是一种高效、可靠、轻便、无噪音、无污染的热传递技术,它可以在各种环境下工作,并且可以用于各种应用。

热管技术的应用前景非常广阔,它将在未来的各个领域中发挥重要作用。

热管技术及原理

热管技术及原理

热管技術及原理热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决,开辟了散热行业新天地。

从热力学的角度看,为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢?物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。

从热传递的三种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。

热管就是利用蒸发制冷,使得热管两端温度差很大,使热量快速传导。

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。

热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。

管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。

热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。

这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。

热管的基本工作典型的热管由管壳、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。

高温热管的制作方法及原理

高温热管的制作方法及原理

高温热管的制作方法及原理高温热管是一种利用液体工质的热传导原理来实现热能传输和散热的装置。

其制作方法和原理如下:一、高温热管的制作方法:1. 材料准备:高温热管一般由外壳、热管芯和工质组成。

外壳通常采用耐高温的金属材料,如不锈钢。

热管芯内部由多层金属薄片堆积而成,常用的金属材料有铜、铝和镍等。

工质是高温热管中的传热介质,常用的工质有水、铅、铊和银等。

2. 制作外壳:首先根据设计要求制作外壳的形状和尺寸,通常使用钣金加工方法,将金属材料切割、弯曲、焊接等工艺加工成外壳的形式。

3. 制作热管芯:热管芯是高温热管的核心组件,其结构决定了热管的传热性能。

制作热管芯的方法主要有以下几种:a) 层叠法:将多个金属薄片层叠在一起,一般采用不同热膨胀系数的金属材料堆积,以增强热管的传热能力。

b) 喷射法:通过高速喷射金属粉末或颗粒,使其在基板表面沉积和熔合,形成热管芯。

c) 悬挂法:将金属丝或薄片悬挂在支架上,并通过焊接、焊锡或其他熔接方法将其连接在一起。

4. 填充工质:在制作好的热管芯内,将所选的工质注入其中。

注入时需要控制工质的质量和填充的量,确保热管芯内充满工质。

5. 密封:将填充好工质的热管芯与外壳进行连接,并进行密封处理,以防止工质泄漏和外界空气进入。

6. 测试:对制作好的高温热管进行性能测试,如温度差异、传热效率等指标的测试,确保热管的正常工作和性能。

二、高温热管的工作原理:高温热管的工作原理基于液体的汽化和凝结过程。

热管芯内填充的工质在热源的加热下变为饱和蒸汽,蒸汽向冷端传递,然后在冷却器中冷凝成液体,再通过毛细作用力和重力回流到热管芯的热源位置。

1. 蒸发:当高温热管的热源加热时,工质中的液体将蒸发成饱和蒸汽。

蒸汽通过毛细结构在热管芯中传输,朝向冷却端的方向。

2. 传热:蒸汽在热管芯中传导热量,热量由热源端向冷却端传递。

蒸汽的传热主要通过热传导和对流两种方式进行。

3. 冷凝:当蒸汽到达冷却端时,因为冷却端的温度低于饱和温度,蒸汽会凝结成液体。

热管技术在油田加热炉节能改造中的应用

热管技术在油田加热炉节能改造中的应用

1. 引言热管技术是一种利用热管在高温热源和工艺设备之间传递热量的先进技术,已经在许多领域得到了广泛应用。

其中,在油田加热炉节能改造中的应用尤为突出。

本文将从热管技术的基本原理、在油田加热炉中的应用、节能改造效果以及未来发展前景等方面展开探讨。

2. 热管技术的基本原理热管是一种利用液体的汽化和凝结来传递热量的装置。

其基本原理是利用液体在热管内部蒸汽化形成蒸气,然后在冷却段凝结成液体,从而完成热量的传递。

这种独特的传热方式使得热管技术在能源转换、热管理和节能领域具有广泛的应用前景。

3. 热管技术在油田加热炉中的应用在油田加热炉中,热管技术可以被应用于燃烧室、换热器和回收装置等部分。

通过将热管技术应用于油田加热炉中,可以实现燃料的高效利用和能量的有效回收,从而实现节能降耗的目的。

4. 节能改造效果经过热管技术的应用,油田加热炉的节能改造效果十分可观。

由于热管技术能够实现热能的高效传递和回收,因此可以大大减少能源的浪费。

通过热管技术的应用,油田加热炉的工作温度和燃烧效率都得到了有效提高,进一步实现了能源的节约和环境的保护。

5. 未来发展前景随着工业技术的不断发展和创新,热管技术在油田加热炉中的应用前景愈发广阔。

未来,我们可以预见热管技术将在油田加热炉的节能改造中发挥越来越重要的作用,为能源的可持续利用和环境的可持续发展提供更加坚实的技术支持。

6. 个人观点和理解作为一种先进的传热技术,热管技术在油田加热炉中的应用对于节能减排具有重要意义。

它不仅能有效提高油田加热炉的能源利用率,还能减少对环境的负面影响。

我对热管技术在油田加热炉中的应用前景充满信心,相信它将在未来发展中发挥越来越重要的作用。

7. 总结热管技术在油田加热炉节能改造中的应用已经取得了显著的成果,而且在未来发展中仍具有巨大的潜力。

通过深入探讨热管技术的基本原理、在油田加热炉中的应用、节能改造效果以及未来发展前景,我们可以更好地认识到热管技术在能源领域的重要作用,为其持续发展提供更好的技术支持和指导。

热管的工作原理

热管的工作原理

热管的工作原理
热管是一种传热设备,利用液体的蒸汽-液体相变过程来传导
热量。

热管由一个密封的金属管内部装有工作介质(通常为液体)构成。

热管的工作原理如下:
1. 蒸发:热管的一段被暴露在高温源下,该部分液体工作介质受热后蒸发成为高温高压的蒸汽。

2. 对流:由于液体蒸发产生的蒸汽是具有较高压强的,它会朝着低压强区域流动。

这种流动会推动蒸汽从高温区域向低温区域移动。

3. 冷凝:当蒸汽进入低温区域时,它会释放热量并凝结成液体。

这个过程将热量从高温区域传递到低温区域。

4. 重力辅助:在一些情况下,热管会借助重力来辅助蒸汽和液体的循环。

液体在低处凝结成液滴,然后由于重力作用,液滴会沿着热管内壁下滑回高温区域,完成循环。

热管通过不断循环蒸汽和液滴,从高温区域吸收热量并将其传递到低温区域,实现了热量的传导和均匀分布。

热管具有高传热效率、长距离传热、无需外部动力和可靠性高等优点,广泛应用于电子设备散热、太阳能热水器、空调等领域。

热管工作原理

热管工作原理

热管工作原理引言概述:热管是一种高效的热传导设备,广泛应用于电子设备、航空航天、能源领域等。

本文将详细介绍热管的工作原理,包括热管的基本结构、工作原理、热管的优点以及应用领域。

正文内容:1. 热管的基本结构1.1 蒸发段:蒸发段是热管的一个重要组成部份,通常位于热源附近。

当热管接触到热源时,蒸发段内的工作流体味受热并蒸发。

1.2 冷凝段:冷凝段通常位于热管的另一端,与散热器或者冷却介质相接触。

在冷凝段,蒸汽会冷却并凝结成液体。

1.3 两相区:两相区是蒸发段和冷凝段之间的区域,其中既有蒸汽也有液体。

两相区的存在使得热管能够有效传导热量。

1.4 吸附剂:吸附剂是填充在热管内部的材料,它能够吸附和释放工作流体,从而实现热量的传导。

2. 热管的工作原理2.1 蒸发:当热管接触到热源时,蒸发段内的工作流体味吸收热量并蒸发成蒸汽。

蒸汽会在热管内部形成压力差,使得蒸汽向冷凝段挪移。

2.2 冷凝:在冷凝段,蒸汽会冷却并凝结成液体,释放出吸收的热量。

凝结的液体味通过毛细作用力在热管内部向蒸发段挪移。

2.3 蒸发和冷凝的循环:蒸发和冷凝的循环过程使得热量能够从热源传导到冷凝器或者散热器,实现热管的热传导功能。

2.4 毛细作用力:毛细作用力是热管内部液体的驱动力,使得液体能够在热管内部循环。

毛细作用力是由热管内部的吸附剂和液体表面张力共同作用产生的。

3. 热管的优点3.1 高热传导效率:热管能够利用蒸发和冷凝的循环过程,实现高效的热传导,提高热量的传输效率。

3.2 均匀温度分布:热管能够将热量均匀传递到整个热管内部,实现温度的均匀分布,避免热点和冷点的产生。

3.3 可靠性高:热管没有机械运动部件,因此具有较高的可靠性和稳定性。

3.4 体积小、分量轻:热管的结构紧凑,体积小、分量轻,适合于对体积和分量有限制的场合。

3.5 无需外部能源:热管的工作原理不依赖于外部能源,无需额外的动力驱动。

4. 热管的应用领域4.1 电子设备散热:热管广泛应用于电子设备的散热,能够有效降低电子元件的温度,提高设备的工作效率和寿命。

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

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。

热管工作原理

热管工作原理

热管工作原理引言概述:热管是一种热传导设备,利用液体在低温端蒸发吸热,蒸汽在高温端凝结释放热量的原理,实现热量的传递。

热管在许多领域有着广泛的应用,如电子设备散热、航天器件冷却等。

下面将详细介绍热管的工作原理。

一、热管的基本结构1.1 热管由内管、外管和工作流体组成,内管和外管之间充满了工作流体。

1.2 内管表面通常采用特殊涂层,以增强表面张力,减小液滴的尺寸。

1.3 工作流体通常为高导热性的液体,如水、乙醇等。

二、热管的工作原理2.1 当热管的低温端受热时,工作流体在内管内蒸发,吸收热量,形成蒸汽。

2.2 蒸汽在热管中向高温端传输,并在高温端凝结释放热量,将热量传递给外部环境。

2.3 凝结后的液体由于表面张力的作用,会沿着内管壁流回低温端,完成热量传递循环。

三、热管的优点3.1 热管具有高效的热传导性能,能够快速传递热量。

3.2 热管结构简单、可靠,使用寿命长。

3.3 热管可以实现热量的定向传递,适用于复杂的热传导环境。

四、热管的应用领域4.1 电子设备散热:热管可以有效地将电子设备产生的热量传递到散热器中,提高散热效率。

4.2 航天器件冷却:在太空环境中,热管可以帮助航天器件快速散热,确保器件正常工作。

4.3 工业生产:热管在工业生产中也有着广泛的应用,可以用于加热、冷却等工艺。

五、热管的发展趋势5.1 热管的材料和结构不断改进,提高了热传导效率。

5.2 热管在微型化和集成化方面有着更广阔的应用前景。

5.3 随着技术的不断进步,热管将在更多领域得到应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

总结:热管作为一种高效的热传导设备,具有许多优点和广泛的应用领域。

通过不断的技术改进和创新,热管将在未来发展中发挥更加重要的作用,为各行各业提供更好的热传导解决方案。

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热管技術及原理热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决,开辟了散热行业新天地。

从热力学的角度看,为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢?物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。

从热传递的三种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。

热管就是利用蒸发制冷,使得热管两端温度差很大,使热量快速传导。

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。

热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。

管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。

热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。

这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。

热管的基本工作典型的热管由管壳、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)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;(2)液体在蒸发段内的(液--汽)分界面上蒸发;(3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段;(4)蒸汽在冷凝段内的汽〃液分界面上凝结:(5)热量从(汽--液)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使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

热管的基本特性热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件,具有以下基本特性。

(3)很高的导热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。

与银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。

当然,高导热性也是相对而言的,温差总是存在的,可能违反热力学第二定律,并且热管的传热能力受到各种因素的限制,存在着一些传热极限;热管的轴向导热性很强,径向并无太大的改善(径向热管除外)。

(2)优良的等温性热管内腔的蒸汽是处于饱和状态,饱和蒸汽的压力决定于饱和温度,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,即以较小的加热面积输入热量,而以较大的冷却面积输出热量,或者热管可以较大的传热面积输入热量,而以较小的冷却面积输出热量,这样即可以改变热流密度,解决一些其他方法难以解决的传热难题。

(4)热流方向酌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。

此特点可用于宇宙飞船和人造卫星在空间的温度展平,也可用于先放热后吸热的化学反应器及其他装置。

(5)热二极管与热开关性能热管可做成热二极管或热开关,所谓热二极管就是只允许热流向一个方向流动,而不允许向相反的方向流动;热开关则是当热源温度高于某一温度时,热管开始工作,当热源温度低于这一温度时,热管就不传热。

(6)恒温特性(可控热管) 普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变,因此当加热量变化时,热管备部分的温度亦随之变化。

但人们发展了另一种热管——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,这样可使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。

(7)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,以适应长距离或冲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)。

上图表示了热管管内汽-液交界面形状,蒸气质量流量,压力以及管壁温度 T w 和管内蒸气温度 T v 沿管长的变化趋势.沿整个热管长度,汽-液交界处的汽相与液相之间的静压差都与该处的局部毛细压差相平衡。

△ Pc(毛细压头—是热管内部工作液体循环的推动力,用来克服蒸汽从蒸发段流向冷凝段的压力降△ Pv,冷凝液体从冷凝段流回蒸发段的压力降△Pl和重力场对液体流动的压力降(△Pg可以是正值,是负值或为零,视热管在重力场中的位置而定)。

因此,△Pc ≥ △Pl +△ P v +△ Pg是热管正常工作的必要备件。

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。

(1)按照热管管内工作温度区分热管可分为低温热管(—273---0℃)、常温热管(0—250℃)、中温热管[250---450℃)、高温热管(450一1000℃)等。

[2)按照工作液体回流动力区分热管可分为有芯热管、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。

(3)按管壳与工作液体的组合方式划分(这是一种习惯的划分方法)可分为铜—水热管、碳钢。

水热管、铜钢复合—水热管、铝—丙酮热管、碳钢·荣热管、不锈钢〃钠热管等等。

(4)按结构形式区分可分为普通热管、分离式热管、毛纫泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。

(5)按热管的功用划分可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等等。

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。

碳钢-水热管正是通过化学处理的方法,有效地解决了碳钢与水的化学反应问题,才使得碳钢—水热管这种高性能、长寿命、低成本的热管得以在工业中大规模推广使用。

影响热管寿命的因素很多,归结起来,造成效管不相容的主要形式有以下三方面,即:产生不凝性气体:工作液体热物性恶化:管壳材料的腐蚀、溶解。

(1)产生不凝性气体由于工作液体与管完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冲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,传热能力降低甚至失效。

(2)工作液体物性恶化有机工作介质在一定温度下,会逐渐发生分解,这主要是由于有机工作液体的性质不稳定,或与壳体材料发生化学反应,使工作介质改变其物理性能,如甲苯、烷、烃类等有机工作液体易发生该类不相容现象。

(3)管壳材料的腐蚀、溶解、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。

这类现象常发生在碱金属高温热管中。

热管制造1 热管零部件及其加工热管的主要零部件为管壳、端盖(封头)、吸液芯、腰板(连接密封件)四部分。

不同类型的热管对这些零部件有不同的要求。

2 管壳热管的管壳大多为金属无缝钢管,根据不同需要可以采用不同材料,如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。

管子可以是标准圆形,也可以是异型的,如椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。

管径可以从2mm到200mm,甚至更大。

长度可以从几毫米到l00米以上。

低温热管换热器的管材在国外大多采用铜、铝作为原料。

采用有色金属作管材主要是为了满足与工作液体相容性的要求。

3 端盖热管的端盖具有多种结构形式,它与热管舶连接方式也因结构形式而异。

端盖外圆尺寸可稍小于管壳。

配合后,管壳的突出部分可作为氩弧焊的熔焊部分,不必再填焊条,焊口光滑乎整质量容易保证。

旋压封头是国内外常采用的一种形式,旋压封头是在旋压机上直接旋压而成,这种端盖形式外型美观,强度好、省材省工,是一种良好的端盖形式。

4 吸液芯结构吸液芯是热管的一个重要组成部分。

吸液芯的结构形式将直接影响到热管和热管换热器的性能。

近年来随着热管技术的发展,各国研究者在吸液芯结构和理论研究方面做了大量工作,下面对一些典型的结构作出简赂的介绍。

1〃管芯型式一个性能优良的管芯应具有:(1)足够大的毛细抽吸压力,或较小的管芯有效孔径(2)较小的液体流动阻力,即有较高的渗透率(3)良好的传热特性,即有小的径向热阻〃(4)良好的工艺重复性及可靠性,制造简单,价格便宜。

管芯的构造型式大致可分为以下几类:(1)紧贴管壁的单层及多层网芯此类管芯多层网的网层之间应尽量紧贴,网与管壁之间亦应贴合良好,网层数有l至4层或更多,各层网的目数可相同或不同〃若网层多,则液体流通截面大,阻力小,但径向热阻大;用细网时毛细抽吸力大但流动阻力亦增加〃如在近壁因数层用粗孔网,表面一层用细孔网,这样可由表面细孔网提供较大的毛细抽吸压力,通道内的粗孔网使流动阻力较小,但并不能改善径向热胆大的缺点〃网芯式结构的管芯可得到较高的毛细力和较告的毛细提升高度,但因渗透率较低,液体回流阻力较大,热管的轴向传热能力受到限制〃此外其径向热阻较大,工艺重复性差又不能适应管道弯曲的情况,故在细长热管中逐渐由其它管芯取代。

(2)烧结粉末管芯由一定目数的金属粉末烧结在管内壁面而形成与管壁一体的烧结粉末管芯,也有用金属丝网烧结在管内壁面上的管芯〃此种管芯有较高的毛细抽吸力,并较大地改善了径向热阻,克服了网芯工艺重复性差的缺点,但因其渗透率较差,故轴向传热能力仍较轴向槽道管芯及干道式管芯的小〃(3)轴向槽道式管芯在管壳内壁开轴向细槽以提供毛细压头及液体国流通道,槽的截面形状可为矩形,梯形,圆形及变截面槽道,槽道式管芯虽然毛细压头较小,但液体流动阻力甚小,因此可达到较高的轴向传热能力,径向热阻较小,工艺重复性良好,可获得精确幼儿何参数,因而可较正确地计算毛细限,此种管子弯曲后性能基本不变,但由于其抗重力工作能力极差,不适于倾斜(热端在上)工作对于空间的零重力条件则是非常适用的,因此广泛用于空间飞行器。

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