第三章2热管换热器(热管换热器)案例
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。
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。
第三章2 热管换热器(热管换热器).
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。
2015
③ 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臵时，热管就将按重力辅助热管方式运行
Principle and design of heat exchanger
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3.5.3 热管的工作特性 热管为什么能工作？ 因为吸液芯的泵送作用
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热管的传热过程
六个传热步骤：
1）热量从热源通过壳壁和充满液体工质的吸液芯传递到液汽分界面上 2）液体在蒸发段内的液-汽分界面上蒸发 3）蒸汽通过蒸汽腔输送到冷凝段 4）蒸汽在冷凝段内的汽-液分界面上冷凝
5）热量从冷凝段内的汽-液分界面通过吸液芯和壳壁传给外热汇（即冷源）
Principle and design of heat exchanger
2015
管芯的结构 1）紧贴管壁的单层及多层网芯，图3.66（a） 2）烧结粉末管芯，图3.66（b），它是由一定目数
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。
计算热管换热器范文
计算热管换热器范文热管换热器是一种高效的换热设备，适用于许多工业领域和应用。
它采用了热管的原理进行换热，能够实现高效率的热量传递和控制。
热管是一种由金属壳体和内部工质组成的热传导管。
它利用液体工质的蒸发和凝结过程，在热端和冷端之间传递热量。
热管换热器主要由热管、散热片和外壳组成。
热管换热器的工作原理是这样的：首先，在热管的热端，热管内的工质开始蒸发，吸收热量。
蒸发后的工质因为温度升高，被压力推动，流动到冷端。
在冷端，工质开始凝结，释放热量。
凝结后的工质因为温度下降，被压力差推动，流回热端。
这样，热量就通过热管从热端传递到冷端。
热管换热器的热传导能力高，热流路径短，传热效率高。
它可以实现高效的传热和控制，适用于许多需要快速冷却或加热的工业过程。
热管换热器在各种应用中发挥着重要的作用，如电子设备散热、太阳能热水器、汽车发动机冷却等。
热管换热器的设计需要考虑多个因素。
首先是工质的选择。
工质应具有合适的蒸发和凝结性质，以及合适的工作温度范围。
其次是热管的尺寸和结构设计。
热管的尺寸应根据具体的传热需求和场景进行设计，以保证传热效果。
最后是热管换热器的安装和管路设计。
安装的位置和方式应根据具体情况进行选择，以便实现最佳的传热效果。
热管换热器的优点主要有以下几个方面。
首先，热管换热器具有高换热效率和快速响应的特点。
热管换热快，热流路径短，传热效果好。
其次，热管换热器具有较高的热传导能力，能够实现高效的热量传递和控制。
再次，热管换热器具有较小的体积和重量，适用于空间受限或重量要求较高的场合。
最后，热管换热器具有良好的可靠性和耐用性，能够长时间稳定工作。
当然，热管换热器也存在一些不足。
首先，热管换热器在设计和制造过程中较为复杂，需要一定的专业知识和技术。
其次，热管换热器的工质选择较为有限，一些特殊要求的工况难以适应。
再次，热管换热器的使用寿命和维护成本相对较高，需要定期检修和更换。
总之，热管换热器是一种高效的换热设备，适用于许多工业领域和应用。
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
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换热器
原理与设计
Principle and design of heat exchanger
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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）
热管换热器课程设计说明说
热管换热器课程设计说明书目录第一章概述第二章设计背景第三章国内外热管的应用第四章本设计主要研究的内容第一章概述在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它可将大量的热量通过其很小的截面积远距离的传输而无需外加动力。
最近几年来热管技术飞快进展，应用领域也将不断地拓宽。
第二章设计背景能源工业是国民经济的基础产业，是实现现代化的物质基础，世界各国都把成立靠得住安、全的、稳固的能源供给保障体系作为国民经济的战略问题之一。
随着经济的高速增加和人民生活水平的不断提高，世界各国对能源的需求量急剧增加。
1997年全世界一次能源消费量(不包括生物能)己超过130亿吨标煤，其中石油占%，天然气占23%，煤炭占%，核电占%。
我国是世界上能源蕴藏和能源生产大国，我国的一次能源生产居世界第三位，但人均能源占有量仅为世界人均值的36%左右。
节约天然资源和一次能源消费已成为考虑一切技术方案的前提。
因此，精雕细刻地研究节能理论和技术，是具有重大而深远的意义的。
尤其是我国加入ＷＴＯ后，加速工业管理体制从计划经济向市场经济转轨的进程，此后企业将以其生产本钱低廉从而造成低本钱降能耗而在竞争中取胜，无疑是相当重要的。
第三章国内外热管的应用热管的原理第一是由美国俄亥俄州通用发动机公司(The GeneralMotors Corporation,Ohio,U. S. A) 的. Gauler于1942年在美国专利中提出的。
1962年再次提出类似于Gauler的传热元件用于宇宙飞船，但因这种建议并未通过实验证明，亦未能付诸实施。
1965年Cotter第一次提出了较完整的热管理论，为以后的热管理论的研究工作奠定了基础。
Katzoff于1966年发明了有干道的热管。
干道的作用是为了给从冷凝段回到蒸发段的液体提供—个压力降较小的通道，大大地提高了热管的传输能力。
1969年的苏联和日本的有关杂志均发表了热管应用研究方面的文章。
在日本的文章中已有描述带翅片热管制的空气加热器，在能源日趋紧张的情形下，可用来回下班业排气中的热能。
3热管换热器实验z
实验三热管换热器实验一、实验目的1. 了解热管换热器实验台的工作原理；2. 熟悉热管换热器实验台的使用方法；3. 掌握热管换热器换热量Q和传热系数k的测量和计算方法；7-温度数显仪表；8-工况选择开关；9-琴键开关；10-支架；11-热段风机热段中的电加热器使空气加热，热风经热段风道时，通过翅片管进行换热和传递，从而使冷段风道的空气温度升高。
利用风道中的热电偶对冷、热段的进出口温度进行测量，并用比托管对冷、热段的出口风速进行测量，由万能信号输入巡检仪显示其数值，从而可以计算换热器的换热量Q和传热系数k。
三、实验台参数1．冷段出口内径：D=80mm；冷段翅片管处断面尺寸160mm×170mm；2．热段出口内径：D=80mm；热段翅片管处断面尺寸160mm×170mm；3．冷段传热表面参数：翅片管长160mm；钢管直径21mm；翅片直径40mm；翅片个数57个；翅片管数量8根；传热面积0.42m2。
4．热段传热表面参数：翅片管长160mm；钢管直径21mm；翅片直径40mm；翅片个数59个；翅片管数量8根；传热面积0.43m2。
5．加热功率：1500W6．比托管修正系数冷端：动压修正系数ξ=0.943，流量修正系数α=0.980；热端：动压修正系数ξ=0.845，流量修正系数α=0.925。
四、实验步骤1.连接冷热端热电偶、压差传感器与比托管的连接胶管；2.接通电源；3.将工况调节旋钮旋至最小位置，此时电加热器和风机开始工作；4.逐渐调节工况调节旋钮，加大功率，视温度要求设定工况Ⅰ；5.待工况稳定后（约20分钟后），开始采样测试；6.改变工况，重复上述步骤，测量工况Ⅱ的冷热段进口温度；7.实验结束后，先切断加热电源，5分钟后切断所有电源。
五、实验数据处理将实验测得的数据填入表1中：表1[附] 将实验所用的仪器名称、规格、编号及实验日期、室温等填入上表中的备注栏。
计算换热量、传热系数及热平衡误差： 1.工况Ⅰ冷段换热量 Q L ＝ρL ___L v ·F L ·C PL （t L2－t L1） [W] 热段换热量 Q r ＝ρr ___r v ·F r ·C Pr （t r2－t r1） [W] 热平衡误差 δ＝（Q r －Q L ）/Q r ×100% 传热系数 k ＝Q L /（f L ·Δt ）式中：ρL ，ρr ――冷、热段出口空气密度 [kg/m 3];___L v ，___r v ――冷、热段出口平均风速 [m/s]；F L ，F r ――冷、热段出口面积 [m 2]；t L1 ，t L2 ，t r1，t r2――冷、热段进出口风温 [℃]； f L ――冷段传热面积[m 2]；122122r L r L t t t t t ++∆=- [℃]； 2.工况Ⅱ方法同上。
热管及其换热器在锅炉改造中的应用
热管及其换热器在锅炉改造中的应用由于热管具有传导的特性，因此在实际的工业生产活动中，得到广泛的应用。
热管换热器也是基于热管热传导性强的这一优点而设计成的。
热管换热器所具有的优点有很多，并且将其应用在工业生产中能够有效地提高使用效率。
例如在设计的过程中，采用较为简洁的方式，便于热管换热器的安装，不需要进行维修是其最大的优势所在。
因此，热管换热器是当前生产活动中最主要的节能设备，我们应该加强对这一设备的应用，从而促进经济的发展，减少对大气的污染。
标签：锅炉；热管；换热器；应用；改造在传统的工业生产活动中，热管的使用并不十分显著，但是在长期的发展过程中，热管所具有的热传导性逐渐凸现出来，并且被人们广泛应用在生产活动中，随着时间的发展，由热管所组成的热管换热器更是成为一种显著的节能设备。
热管的应用面十分广泛，例如在电力的发展中，锅炉的使用过程中以及在交通、纺织等各行各业中，我们都能够看到热管的身影。
加强热管的应用，我们不仅能够获得较高的经济收益，同时也能为减少大气污染作出贡献，因此值得进一步的推广。
1 热管的原理以及特性热管是由不同的零件组成的一个封闭系统。
这些零件包括管壳、吸液芯等。
管壳在一般情况下都是由金属构成的，并且在管壳的两端会分别焊接端盖，在其内部也会装有由多孔性物质所组成的管芯，但是应该注意的是，如果热管属于重力式的，那么在其内部就不会存在管芯的设计。
将工质注入进管内后，将其进行密封的处理。
随着物理变化的发生，会发生热传递的现象，管内的工质会转化为蒸气的形式而被挥发掉，从而将管中的压力移向另一边，增加了另一边的压力，当蒸气与吸热芯表面相接触时，会产生放热的现象，由此循环往复的进行着，工质就是在这一过程中将产生的热量逐渐传导给冷的一段，这就是热管的工作原理。
了解了热管的工作原理后，我们可以总结出热管所具有的特性，也就是具有较高的热传导效率，这也是热管最大的优势所在。
因为热管内具有较小的电阻，我们又称热管为超导体。
10个换热实例
the devel opme nt, is t he key to promoti ng the rule of law. The law may affect the efficiency of out of the path of deve lopme nt will be m ore smooth, won devel opme nt gains will be sustained, a nd end with greater efficiency. Lea ding cadres at all level s shoul d take the lead in re spe ct of law la w, a bide by, and actively fost er Socialist culture, actively promoti ng the field of multi-level governa nce accor ding t o law, gui de the masses and consciously abide by t he la w, failing t o find law, solve the problem by la w, i n accor dance wit h the law preva il. XXX admi nistration by law of leadi ng ca dres do not exist on t he rul e of la w, law enforceme nt, ca sual, and vow not t o invest ors, t he new scores and other turmoil. T hese im portant ex positions on my distri ct create g ood development e nvironme nt with highly targeted and gui dance, especially t he General Se cretary pointe d out that t he chaos in my area al so exist s to varying degree s, some eve n quite seri ous. Leadi ng ca dres at all l evels must improve t he development envir onme nt of rule of law as a fundamental task, a dhere t o the pr oblem oriente d, sol id and solve the probl ems in the constr uction of rule of law, to r ule the new effect for devel opme nt environment impr ovements. To hold "key minority". Leaders of this gr oup, although few i n num ber, but the effect is critical. If a local lea ders take the lead right a ccordi ng to law, i n accor dance with t he law, the local CPPCC fresh, pragmatic and efficient development e nvironme nt. Converse ly, if a local leaders of ignoring the la w, impunit y, not only t he political e nvironment will be destr oyed, will have seri ous implicati ons for the dev elopment envir onment. Now, some leadi ng ca dres la ck of awarene ss on the importance of lear ning, t hat learn or not does not matter. T hink efficie ncy is t oo low too m uch, act a ccor ding to t he pr oce dure, t han a n executive order getting al ong wit h. In deali ng with complex issues, often speak of "settling" and "done"; on the i ssue of handli ng letters and visits, like to spe ndmoney and buy stop a nd stable, but di sregard the law admi nistration, in accor dance wit h the la w, the r ulechain do l ong, a nd put scale big. To serve the devel opment of enterprises. Duocuo simulta neously impr oving se rvice efficie ncy, build better publi c servi ces platform, e nha nce w ork efficiency, initiative to hel p businesse s solve t he pr oject procedures, f ina nci ng loa ns, issue s such a s land-use a pproval, re duce operating costs, busine ss travel light and enha nce the confide nce t o overcome all kinds of difficulties a nd the Foundati on, real e ntrepre neuri al passion play entre preneurship, e nhance the internal v itality and creativity. SI XING an construction, prom oting the r ule of la w, tries to make the transformation of forest develo pment XI Ge neral Secretary stre sse d, to reinvig orate Nort heast China, optimize d devel opme nt environment is very im portant. E nvironm ent of rule of law most gather Moss, the most conducive t o devel opme nt. Improvi ng the lea ding cadres ' usi ng the method of th oug ht andthe rule of law Admini stration w ork, pr oblem-solving, t he ability to pr omote the devel opment, i s the key to promoti ng the r ule of law. T he law may affect the efficie ncy of out of the pat h of devel opme nt will be more sm ooth, won devel opme nt gains will b e sustaine d, and end wit h greater efficie ncy. Lea ding cadres at a ll levels should take t he lea d in respe ct of law la w, abi de by, a nd a ctively foster Socialist culture, actively promoti ng the fiel d of multi-l evel gover nance accor ding to la w, g uide t he masse s and consci ously abide by the law, faili ng to find law, solve t he pr obl em by law, in a ccordance with t he law prevail. XXX admi nistration by law of lea ding cadres do not exist on t he rule of law, la w enfor cement, casual, and vow not to i nvestors, the new score s and other turmoil. The se important expositions on my distri ct create g ood devel opme nt environment wit h hig hly targeted nd gui dance, e spe cially the Ge neral Secretary poi nted out that the chaos in my area also exists to varyi ng degre es,some eve n quite seri ous. Lea ding cadre s at all level s must impr ove the devel opment environment of rule of law a s a fundame ntal task, a dhere t o the problem ori ented, soli d and solve the problems i n the construction of rul e of la w, to r ule the new effect for devel opm ent e nvironment impr ovements. To hold "key minority". Lea ders of this group, although few in numbe r, but the effect is criti cal. If a l ocal l eaders take the lea d right a ccordi ng to la w, in a ccorda nce with t he la w, the l oca l CPPCC fresh, pragmatic a nd efficie nt devel opme nt envir onment. Conversel y, if a local lea ders of ignori ng the law, impunity, not only t he political environment w ill be destroye d, w ill have serious impl ications for t he development envir onme nt. Now, some l eadi ng ca dres la ck of aware ness on t he importance of lear ning, that lear n or not does not matter. Thi nk efficiency is too l ow too much, a ct according to t he pr oce dur e, t han an executive order getting al ong with. In dealing with complex i ssue s, ofte n speak of "settling" and "done"; on the i ssue of handli ng letters and visits, like to spe nd money and buy stop and stable, but disregard the law administration, i n accor dan ce with t he law, the rul一、套管换热器的原理及应用实例分析将先进的热管技术和热管换热设备应用于热能回收领域具有其他传统换热技术和设备无法比拟的独特优点,热管技术推动了热回收行业的技术进步,与此同时,热回收领域的许多难题及需要又反过来促进了热管技术、热管产业的发展。
热管及热管换热器资料
2.3 热管的传热
热管在实现其热量转移过程中，包含了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工作液体回流到蒸发段
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。
图2.1 热管示意图 1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液
从传热状况看，热管沿轴向 可分为蒸发段，绝热段和冷凝段 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。 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
6 热管的相容性及寿命
• 相容性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。影响热管寿命及工作的重要因素之一产生不凝性 气体
②重力热管应用场合：
• 只能应用于重力场中，而不能用于空间（无重力场）； • 只能将热管的下部作为加热段，而上部作为冷凝段； • 主要用于传热，不能用于均温； • 可以作为热二极管。 根据重力热管具有的特点，国内作为余热回收用的热管换热器大多 数采用这种形式的热管。
热管换热器
热管换热器热管是一种具有高导热性能的传热组件，热管技术首先于1944年由美国人高格勒（R·S·Gaugler）所发现，并以“热传递装置”（Heat Transter Device）为名取得专利，当时因未显示出实用意义，而没有受到应有的重视。
直到六十年代初期，由于宇航事业的发展，要求为宇航飞行器提供高效传热组件，促使美国洛斯——阿拉莫斯科学实验室的格罗弗（G·M·Grover）于1964年再次发现这种传热装置的原理，并命名为热管（Heat Pipe），首先成功地应用于宇航技术，之后引起了各国学者的极大兴趣和重视。
热管技术于上世纪七八十年代进入中国。
一、概述热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳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。
缺点是抗氧化、耐高温性能较差。
此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决，陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。
以热管为传热元件的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。
目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。
二、分类按照热流体和冷流体的状态，热管换热器可分为：气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。
按照热管换热器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。
三、主要特点1、热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时基本不影响换热器运行。
热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有很高的可靠性。
2、热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的逆流换热。
冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，用于品位较低的热能回收场合非常经济。
热管换热器在锅炉烟气回收中的应用案例
热管换热器在锅炉烟气回收中的应用工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃，高温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。
热管余热回收器可将烟气热量回收，回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水，或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。
节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放，节能环保一举两得。
改造投资3～10个月回收，经济效益显著。
一、RYRHS-A型热管余热回收器（气-水）RYRHS-A型热管余热回收器是燃煤、油、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口，回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。
其构造如图所示：下部是烟道，上部为水箱，中间有隔板。
顶部有安全阀、压力表、温度表接口，水箱有进出水和排污口。
工作时，烟气流经热管余热回器烟道冲刷热管下端，热管吸热后将热量导至上端，热管上端放热将水加热。
为了防止堵灰和腐蚀，余热回收器出口烟气温度一般控制在露点以上，即燃油、燃煤锅炉排烟温度≮130℃，燃气锅炉排烟温度≮100℃，节约燃料4～18％。
二、RYRHS-B型热管余热回收器（气-气）RYRHS-B型热管余热回收器是燃油、煤、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口或烟道中，将烟气余热回收后加热空气，热风可用作锅炉助燃和干燥物料。
其构造如图所示：四周管箱，中间隔板将两侧通道隔开，热管为全翅片管，单根热管可更换。
工作时，高温烟气从左侧通道向上流动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。
热管将吸收的热量导致右端，冷空气从右侧通道向下逆向冲刷热管，此时热管放热，空气吸热温度升高。
余热回收器出口烟气温度不低于露点。
三、热管余热回收装置的性能特点1. 安装方便：余热回收装置的安装不需要对原锅炉或工业窑炉进行改动。
2. 安全可靠：超导热管等温性能好，导热时产生自振不产生圬垢和通风阻力，始终保持良好的传热效率，不影响锅炉或窑炉的工作。
3. 使用寿命长：超导热管余热回收装置使用寿命10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单成本低。
热管换热器计算范文
热管换热器计算范文一、热管换热器的基本原理热管是一种通过毛细管作用原理实现传热的设备。
它由一个密封的金属管壳和内部填充的工作介质组成。
当热管一个端子受热时，工作介质在其内部蒸发成蒸汽，并通过毛细管作用传输到冷端。
在冷端，蒸汽会凝结成液体，并通过毛细管作用返回到热端，形成一个循环。
这样，热能就从热端传输到冷端。
热管换热器的基本原理是利用热管的这种传热特性实现热交换。
当冷却介质从外部通过热管壳体流过时，冷却介质会吸收热管内部传来的热能，并带走。
同时，如果需要加热，可以通过加热介质在热管壳体外部流动，使热能传递到热管内部，再通过热管传递到被加热介质。
二、热管换热器的计算方法1.尺寸设计(1)热管长度的设计热管长度的设计需要考虑传热区的传热量和热管的传热能力。
一般来说，传热量越大，热管的长度就越长。
在设计中，可以通过传热面积和传热系数之间的关系来确定热管的长度。
(2)热管直径的设计热管直径的设计需要考虑热管内部液膜的稳定性和热传导的能力。
一般来说，热管直径越大，热管的热传导能力就越强。
在设计中，可以通过液膜厚度和热传导系数之间的关系来确定热管的直径。
(3)热管间距的设计热管间距的设计需要考虑传热区的总传热量和各热管之间的传热均匀性。
一般来说，传热量越大，热管间距就越小。
在设计中，可以通过传热面积和总传热量之间的关系来确定热管的间距。
2.传热量计算(1)传热面积的计算传热面积的计算需要考虑热管的外表面积和内部液膜的面积。
一般来说，传热面积越大，传热量就越大。
在计算中，可以通过热管的外径、长度和液膜厚度来确定传热面积。
(2)传热系数的计算传热系数的计算需要考虑流体的性质和流动情况。
一般来说，传热系数越大，传热量就越大。
在计算中，可以通过流体的传热能力、流速和温度差来确定传热系数。
(3)传热温差的计算传热温差的计算需要考虑热管的热源温度和冷却介质的温度。
一般来说，传热温差越大，传热量就越大。
在计算中，可以通过热源温度、冷却介质温度和热管的传热特性来确定传热温差。
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（1）工质循环流动的推动力
蒸发段内，液体在液汽分界面上的逐渐蒸发使得分界面缩回到吸液芯里 （如图），产生弯月形气液分界面（弯月面）；
冷凝段内，蒸汽在液汽分界面上的逐渐冷凝使得分界面高于吸液芯，
且分界面基本上呈平面形状，曲率半径为无限大； 蒸发和冷凝段的曲率半径之差－－工质（液体和蒸汽）循环流动的毛 细驱动力（循环动力）。
cos e cos c Pe Pc 2 r r c e
热管两端毛细头压差ΔPcap：
Pcap
其中，冷凝段， rc=∞，液汽相间无压差；蒸发段， r 最小处，循环驱动力 最大－－最大毛细压差，
Principle and design of heat exchanger
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3.5.1 工作原理和传热过程
热管工作原理简图 其工作原理为 :当热管的两端分别被加热 (与热流体接触)和冷却(与冷流体接触)时， 被加热的一端 (称为蒸发段)管中的液体吸热蒸发成为蒸气，蒸气沿管中心通道流向 另一端(称为冷凝段)并在此冷凝放出热量，由于多孔管芯毛细作用，冷凝下来的液 体又会自动地沿管芯流回蒸发段。如此循环往复，通过工作介质的蒸发、冷凝，将 热量由热流体传递至冷流体。热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、操作简单、 使用寿命长等优点。
平放臵，Pg =0。液芯内液体的流动阻力可按Darcy给出的公式（达西公式） 估算：
mL Pl KA
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（2）工质的压力分布情况
pg、pl分别为 汽、液相压力， r—毛细孔半径
σ为液汽分界面上的表面张力。 θ—液面接触角
推动力续
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蒸发段有毛细头ΔPe
2 cos e P e re
冷凝段有毛细头ΔPc
2 cos c Pc rc
热管的结构简图
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1 管壳
1）作用：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 2）要求：由高导热率、耐压、耐热应力的材料制造，材料的选择必须首先考虑到与 所要使用的工质的相容性，即要求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。 3）材料：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。 2 管芯 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。 性能良好的管芯应具有： 足够大的毛细抽吸压头 较小的液体流动阻力，即有较高的渗透率 良好的传热特性，即有较小的径向热阻
a. 蒸汽流动
蒸发段：蒸汽通过蒸汽腔向冷凝段移动，与多孔壁注入或吸出
的管内流动相似，层流或紊流；蒸发段沿蒸汽流向不断有蒸汽补充
加入，是一个加速过程，压力能部分转化为动能；
冷凝段：相反，即蒸汽的减速过程，使部分动能回收，使气流 整个蒸汽流动过程，动量变化所引起的压力变化是相抵的，则
方向上压力有所回升。
6）冷凝液借助吸液芯的毛细作用从冷凝段返回蒸发段重新工作。
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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） 径向分为三个部分：密闭的管壳、毛细结构（或称吸液芯）、蒸汽通道（或称蒸汽腔）
受摩擦阻力支配，由动量引起的压差可以忽略，且受重力的影响 （当管不水平放臵时）；
无吸液芯的热管即靠重力回流。
c. 压力分布
整个热管工作过程类似自 然循环系统；通过正确选择热 管材料、工质和几何参数，以 使所产生的毛细压差满足循环 的要求，并完全超过重力作用
使热管的安放和使用不受重力
场方向和大小的影响。
5) 携带极限 当热管中的蒸汽速度足够高时，液汽交界面存在的剪切力可能将吸液
芯表面液体撕裂将其带入蒸汽流。这种现象减少了冷凝回流液，限制了传热能力； 6) 毛细极限 热管中工作介质的循环靠毛细吸液芯结构与工作液体产生的毛细压头 维持，由于毛细结构为循环提供的毛细头是有限的，这将使热管的最大传热量受到 限制，这种限制通常称作毛细极限或流体动力极限； 7) 冷凝极限 热管最大传热能力可能受到冷凝段冷却能力的限制，不凝性气体的存 在将降低冷凝段的冷却效率； 8) 沸腾极限 如果径向热流或管壁温度变得非常高，吸液芯中工质的沸腾可能阻碍 工作液体的循环而导致沸腾极限。
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换热器
原理与设计
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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。
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3.5.4 热管的工作极限
热管的传热量会受到一定的限制。这种限制完全受流动过程的控制，达到这一极 限值时传热量无法再增加，称为“极限”。某些极限达到后，蒸汽的流速不再增加， 除非改变工作温度。而对于另一些极限，当其达到后工作流体的循环中断，热管蒸发 段局部烧干并出现过热。图2.8所示为热管的传热极限曲线。 1) 连续流动极限 对小热管，如微型热管，以及工作温度很低的热管，热管管内的蒸 汽流动可能处于自由分子状态或稀薄、真空状态。在这种情况下，由于不能获得连续 的蒸汽流，传热能力将受到限制； 2) 冷冻启动极限 在从冷冻状态启动过程中，蒸发端来的蒸汽可能在绝热段或冷凝段 再次冷冻，这将耗尽蒸发端来的工作介质，导致蒸发段干涸，热管无法正常启动工作 3）粘性极限 当蒸汽的压力由于粘性力的作用在热管冷凝段的末端降为零，如液态金
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4）管的型式
① 吸液芯热管：冷凝的工作液体依靠毛细多孔材料（吸液芯）的毛细抽吸力返回到
加热段（蒸发段）
② 两相热虹吸管：工作液体的回流依靠其本身的重力作用
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属热管，在这种条件下，热管传热将受到限制。热管的工作温度低于正常工作温度范
围时将遇到这种限制，它又被称为蒸汽压力极限
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4) 声速极限 热管管内蒸汽流动，由于惯性力的作用，在蒸发段出口处蒸汽速度可 能达到声速或超声速，而出现阻塞现象，这时的最大传热量被称为声速极限；
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即在cosθe=1(θe=0°)，cosθc=0(θc=90°)时，ΔPcap：有最大值为：
Pcap,max
2 re
ΔPcap：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 凝段的阻力降ΔPν、冷凝液体从冷凝段回流到蒸发段的压力降ΔPl和重力对 液体流动引起的压力降ΔPg（ΔPg可以是正值，负值，或零）。因此
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传热极限可用传热量和工作温度（即管内蒸汽平均温度）为直角坐标的两轴来定性地 表示。热管的工作点必须选择在包络线1－2－3－4－5－6－7－8的下方。这些极限曲
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③ 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臵时，热管就将按重力辅助热管方式运行
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3.5.3 热管的工作特性 热管为什么能工作？ 因为吸液芯的泵送作用
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管芯的结构 1）紧贴管壁的单层及多层网芯，图3.66（a） 2）烧结粉末管芯，图3.66（b），它是由一定目数
的金属粉末或金属丝网烧结在管内壁面而成 3）轴向槽道式管芯，图3.66（c），它是在管壳内 壁开轴向细槽，以提供毛细压头及液体回流通道， 槽的截面形状可有矩形、梯形等多种 4）组合管芯。一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽 吸力及渗透率，组合管芯既能兼顾毛细力和渗透率， 从而获得高的轴向传热能力，而且大多数管芯的径 向热阻甚小。它基本上把管芯分成两部分，一部分 起毛细抽吸作用，一部分起液体回流通道作用。此 类管芯有多种，图3.66（d）为一种槽道覆盖网式。 它是在轴向槽道管芯表面覆盖一层细孔网，槽道成 为低阻力的液体回流通道，细孔网则提供高的毛细 抽吸压头，因此可提高传热能力。但因网与 槽不易 贴合紧，其径向热阻较大。
从蒸发段到冷凝段的蒸汽压差只表现为摩擦阻力 Δpg，这一压差较小，
其所对应的温差较小；当它所对应的冷热端饱和温度之差小于0.56－
1.2oC即近乎等温流动，被认为正常工作， －－热管工况。
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