热管的特性,结构与工作原理
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。
热管式空气预热器
热管式空气预热器热管是一种高效的传热元件，早在上世纪40年代热管的概念就已提出，直到60年代，由于宇宙航行的需要，热管才在宇航技术中得以应用。
此后发展很快，70年代热管就已广泛应用于电子、机械、石油、化工等行业。
从那时起，国内石油化工管式炉、锅炉上就开始使用热管式空气预热器来回收烟气余热，并迅速得到推广，到目前为止估计已有数百台在运行中。
它与管式和回转式等其他空气预热器相比，具有体积小、质量轻、效率高、不易受低温露点腐蚀等优点，这也就是它被迅速推广和应用的原因。
1、热管1)热管的工作原理和分类热管是一根两端密封，内部抽真空并充有工质的管子。
其一端(热端)被加热时，工质吸热蒸发并流向另一端(冷端)，在那里将热量释放给管外的冷介质而冷凝，冷凝液流回热端，再吸热蒸发，如此循环，完成热量传递。
由于汽化潜热大，所以在极小的温差下就能把大量的热量从管子的一端传至另一端。
图1 热管工作原理示意图,a,重力式热管,热虹吸管,(b)毛细力热管,吸液芯热管,热管种类繁多，可按工质回流原理，工作温度、形状或工质等来分类。
按冷凝液回流原理来分主要有重力式(热虹吸式)热管和毛细力式(吸液芯式)热管两种。
故名思义，重力式热管的冷凝液靠重力回流，因此只能垂直安装或倾斜安装，热端在下，冷端在上。
毛细力式热管热端吸液芯中的工质吸热蒸发时，蒸发压力大于冷端，由此压差将蒸汽从蒸发段驱送至冷端，而冷凝液靠毛细压力送回蒸发段，以补充蒸发消耗了的工质。
因此其安装位置不受限制，甚至可与重力式热管相反，即热端在上，冷端在下也照样运行。
图1表示了这两种热管的工作原理。
此外，还有依靠静电体积力使工质回流的电流体动力热管;依靠磁体积力使工质回流的磁流体动力热管;依靠渗透膜两侧工质的浓度差进行渗透使工质回流的渗透热管;靠离心力分力回流的旋转式热管等等。
按工作温度可分为五类:(1)超低温热管，工作温度低于-200?;(2)低温热管，工作温度-200?50?;(3)常温热管，工作温度50?250?;(4)中温热管，工作温度250?600?;(5)高温热管，工作温度高于600?。
热管
4
3.热管的基本工作
热管由管壳、吸液芯和端盖组 成，将管内抽成1.3×10-1-10-4Pa 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。
热管电机
密闭电气柜散热
19
5.6热管应用于电子元件及微型组件的散热
对于电子元件或部件进行热控制是电子设备向前发展的重 要问题，近年来，由于技术的进步电子设备向大功率，紧 凑化方向发展，因此，单位体积内产生的热量增长很快， 与此同时，有效的散热面积却相应的缩小，从而使散热问 题更为突出。
20
上图分别为计算机显卡的热管散热产品，以及大功率电脑芯片的热管散热器， 它们形态各异，但是所完成的功能是一样的，而且都有散热能力大，重量轻， 尺寸小等优点。
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。
8
5 .1热管式换热器
从外型上看热管换热器的管束与普通空气散热器的管束相 类似，但两者的根本区别是，热管式换热器的冷热流体全 部在管外流动，每根热管可以看成一个独立的换热单元， 中间由隔板隔开，通过热管内部的工质的蒸发（或沸腾） —冷凝来传递热量
15
空调用热管换热器原理
空调用热管换热器运行
16
5.3热管余热回收装置的性能特点
安全可靠性高
常规的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 泄露，则将造成停产损失。热管余热回收器则是二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸 发段管壁和冷凝段管壁才能传到泠流体
热管的热阻
热管的热阻热管是一种利用液体循环传递热量的热交换器，其具有高效、可靠、结构简单等优点，广泛应用于电子设备散热、航空航天领域中的温控系统等领域。
然而，在实际应用中，热管的热阻是一个重要的问题，需要进行深入研究和优化。
一、热管的基本结构和工作原理1.1 热管的基本结构热管由吸气端、蒸发段、液态段、冷凝段和排气端组成。
其中，蒸发段为加热端，冷凝段为散热端。
液态段内充满工作介质。
1.2 热管的工作原理当加热端温度升高时，工作介质在蒸发段内汽化成蒸汽，并向冷凝段移动。
在冷凝段内，蒸汽被冷却并凝结成液体，在重力作用下流回到蒸发段。
这样就形成了一个循环传递热量的过程。
二、热管的热阻及其影响因素2.1 热管的总阻抗热管的总阻抗包括三部分：接触热阻、内部热阻和对流热阻。
其中，接触热阻是指热管与散热器之间的接触阻力；内部热阻是指热管内部介质传递过程中的阻力；对流热阻是指介质在蒸发段和冷凝段内进行传递时所受到的流体动力学阻力。
2.2 影响因素（1）工作介质：不同工作介质的物理性质不同，对于传递过程中的摩擦、传导和辐射等都有不同的影响。
（2）几何尺寸：液态段长度、直径等几何参数会影响液态段内流体的运动状态和传递效率。
（3）表面特性：涂层、纹理等表面处理方式会影响介质在表面上的吸附和膜化情况，从而影响传递效率。
（4）环境温度：环境温度会影响蒸发段和冷凝段内介质相变所需的能量以及对流换热系数等参数。
三、热管热阻的计算方法3.1 热管的总热阻计算方法热管的总热阻可以通过以下公式计算：R_total = R_contact + R_internal + R_convective其中，R_contact为接触热阻，R_internal为内部热阻，R_convective为对流热阻。
3.2 接触热阻的计算方法接触热阻可以通过以下公式计算：R_contact = (1/h_i*A_i) + (1/h_o*A_o)其中，h_i和h_o分别为散热器和热管内部表面换热系数，A_i和A_o 分别为散热器和热管内部表面积。
热管用于寒区冻土路基加固的工作原理
热管用于寒区冻土路基加固的工作原理一、引言寒区冻土路基的加固是一项重要的工程，而热管作为一种新型的传热元件，被广泛应用于寒区冻土路基加固中。
本文将详细介绍热管的工作原理以及其在寒区冻土路基加固中的应用。
二、热管的工作原理1. 热管的结构热管是由内部充满工作流体的密闭金属壳体组成。
其内部结构通常包括蒸发段、绝热段和冷凝段。
其中，蒸发段与绝热段相连，绝热段与冷凝段相连，形成一个完整的循环系统。
2. 热管的工作原理当蒸发端受到外界加热时，其中充满的工作流体会被加热并蒸发成为气态。
气态流体会向着辐射面方向移动，并在绝热段遇到低温表面时再次凝结成为液态，并通过毛细力回到蒸发端。
这样就完成了一个完整的循环过程。
三、热管在寒区冻土路基加固中的应用1. 热管的优势热管具有传热效率高、能耗低、使用寿命长等优点，因此在寒区冻土路基加固中得到了广泛应用。
与传统的加固方法相比，热管加固具有更好的效果和更长的使用寿命。
2. 热管的应用场景在寒区冻土路基加固中，热管通常被应用于路基表层的加固。
通过将热管埋入路基表层中，利用其传导热量的特性，在冬季将地下水体升温至0℃以上，从而避免水体结冰引起路基沉降。
3. 热管的具体操作步骤（1）确定加固区域：根据现场实际情况确定需要进行加固的区域。
（2）设计方案：根据实际情况设计合理的方案，包括热管数量、深度、间距等参数。
（3）施工前准备：清理施工现场，并对施工区域进行必要的预处理。
（4）铺设热管：按照设计方案进行铺设，并进行必要的连接和测试。
（5）启动系统：启动系统并监测运行情况，确保系统正常运行。
（6）维护保养：定期对系统进行维护保养，确保其长期稳定运行。
四、总结热管作为一种新型的传热元件，在寒区冻土路基加固中具有广泛的应用前景。
通过了解热管的工作原理以及在寒区冻土路基加固中的应用，可以更好地理解其优势和操作步骤，从而更好地应用于实际工程中。
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。
圆柱加热管
圆柱加热管一、工作原理圆柱加热管是利用电能转化为热能的原理，通过电流在发热芯上产生热量，再将热量传递给工作介质，使其达到所要求的温度。
工作介质通常为水、油或其他高导热性液体，根据具体应用需求而定。
二、构造特性1.圆柱形状设计：加热管采用圆柱形状设计，使其在各种设备中易于安装和使用。
2.发热芯：加热管的发热芯由电阻丝绕制而成，通电后产生热量。
3.绝缘层：在发热芯外部设有绝缘层，确保加热管在使用过程中的安全。
4.封口材料：加热管的封口材料通常为金属或陶瓷，用于封闭工作介质，防止其泄漏。
三、功率和能效圆柱加热管的功率和能效取决于其电阻丝的材质、绕制密度、长度和直径等因素。
高功率的加热管能够更快地将介质加热至所需温度，而高能效的加热管则能更有效地利用电能产生热量。
四、使用环境和优势1.使用环境：适用于各种需要加热的设备，如反应釜、蒸馏塔、管道等。
2.优势：圆柱形状设计易于安装，加热速度快，热效率高，使用寿命长。
五、不同应用场景1.化工行业：用于各种反应釜、蒸馏塔等设备的加热。
2.食品行业：用于管道、容器等设备的热水或蒸汽加热。
3.家电行业：用于热水器、洗衣机等家用电器的加热。
4.其他行业：如实验室、医疗设备等需要加热的场合。
六、安全性注意事项1.使用前应检查加热管是否有破损或泄漏现象，如有应及时更换。
2.使用时应确保加热管的工作电压与额定电压相符，以免损坏加热管。
3.在使用过程中，应定期检查加热管的工作温度和外观是否正常，如有问题应及时处理。
4.避免在潮湿的环境中使用加热管，以免发生漏电或短路事故。
热管的工作原理
热管的工作原理
热管是一种利用液体对热量的高效传导来传递热量的热传导器件。
它由密封的
金属管组成，内部充满了一定量的工作流体，通常是液态铜、水、甲烷等。
热管的工作原理基于液体在热力学条件下的相变和对流传热。
当热管的一端受热时，工作流体吸收热量，从液态转变为气态，然后在管内对
流传热，将热量传递到另一端。
受热端的温度升高使得工作流体的压力增加，从而将气态的工作流体推向冷却端。
在冷却端，工作流体释放热量，从气态转变为液态，然后再次被吸收到受热端，形成闭合的热量传递循环。
热管的工作原理可以用来解释其高效的热传导特性。
相比于固体材料，液态工
作流体的相变和对流传热能够大大提高热管的传热效率。
此外，热管还具有自动调节的特性，当受热端温度升高时，工作流体的压力增加，从而增加了对流传热的速度，从而能够更快地将热量传递到冷却端。
热管的工作原理还使其具有一定的温度均衡能力。
在受热端和冷却端温差较大时，热管能够快速将热量从受热端传递到冷却端，从而实现温度均衡。
这使得热管在一些需要温度稳定的应用中具有很大的优势，比如在电子设备散热、太空航天器件散热等方面。
总的来说，热管的工作原理基于液态工作流体的相变和对流传热。
它具有高效
的热传导特性、自动调节能力和温度均衡能力，使得其在热管理领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信热管在未来会有更多的创新和应用。
关于电热管的结构特性及使用注意事项
电热管为管状电加热器元件，是在金属管中放入卷线状的发热丝， 并在其周围及空隙部分填入有良好耐热性、导热性和绝缘性的绝缘粉 末，发热丝两端部具有引出棒或引出线接出。它具有结构简单，机械 强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点。广泛 适用于各种硝石槽、水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加 热炉、干燥炉、干燥箱、热压模等装置。电热管是专门将电能转化为 热能的电器元件，由于其价格便宜，使用方便，安装方便，无污染， 被广泛使用在各种加热场合。
3、加热易熔金属或固态硝盐、碱、沥清、石腊等时，应先降低 使用电压，待介质熔化后，才能升至额定电压。
4、加热空气时元件应交叉均匀排列，使元件有良好的散热条件， 使流过的空气能充分加热。
5、加热硝盐时应考虑安全措施，预防爆炸事故。
6、接线部分应放在保温层外面，避免与腐蚀性、爆炸性介质、 水份接触;引接线应能长期承受接线部分的温度及加热负载，接线螺 丝紧固时应避免用力过猛。
电热管的使用注意事项：
1、电热管元件允许在下列条件下工作: A.空气相对湿度不大于 95%，无爆炸性和腐蚀性气体。 B.工作电压应不大于额定值的1.1倍， 外壳应有效接地。 C.绝缘电阻≥1MΩ 介电强度:2KV/1min。 2、电热管应做好定位固定,有效发热区必须全部浸入液体或金属 固体内，严禁空烧。发现管体表面有水垢或结碳时，应及时清除干净 再用，以免影晌散热而缩短使用寿命。
因此，从电热管的结构来看，金属管状电热管是目前使用最广泛， 结构简单，性能可靠，使用寿命长的密封式电热元件，可成功的运用 于工业、家用电器上，使用越来越广泛。希望更多的使用者对电热管 的结构原理有了清楚的了解。对于如何研发更先进的电热管材质是很 多企业都在攻关的难题。大多数的电热管普遍是使用合金的电热丝来 作为发热体。优质的企业电热管都是以最优质的合金电热丝作为发热 体。而且还有引出棒在管内都是封装了氧化镁绝缘介质,以固定发热 体的电热元件。在引出棒方面，其都是与发热体相连，供元件与电源， 元件与元件连接用的金属导电零件。对于展开的长度都是元件图样上 金属管的直线与弯曲长度的总和。/
热管的换热基本知识及其换热计算
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：condensation adiabatic section evaporationvapor flowcontainerliquid 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(3)产品性能测试图例长厘700跡的真空退火管量大传储功率測试TOO6®SOO400S3002001W 图1长度700mm的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。
热管的工作原理
热管的工作原理
热管是利用液体的相态变化来传导和调节热量的一种器件。
它由内壁光滑的密闭金属管组成，内部充满了一定量的工作介质，常见的工作介质有水、乙醇等。
热管的工作原理主要包括热传导和相变传热两个过程。
首先，在热管的一个端口处加热，热量通过热源传导到热管内的工作介质。
工作介质吸收热量后变为高温高压的气体状态，由于压强的增加，气体由热源端向另一端运动。
在运动过程中，高温气体通过碰撞方式将热量传递给热管内壁，壁面再将热量传递给管壁外的冷却介质。
这个过程就是热传导过程。
接着，在冷却端，冷却介质吸收热量后变为低温低压的气体状态，由于压强的减小，气体被吸收到工作介质内部，并且在工作介质的作用下液化成液体。
液体通过毛细作用沿着内壁上升，返回热源端，重新参与热传导过程。
这个过程就是相变传热过程。
通过热传导和相变传热的交替作用，热管能够将热量从热源端快速传导到冷却端，实现热量的均匀分布和快速传输。
由于热管内壁光滑，并且工作介质在管内自行循环，不存在内部传热阻力，所以热管具有传热效率高、传热距离远、体积小、可靠性好等优点，被广泛应用于各个领域的热管理和热传导装置中。
u型热管热回收原理
u型热管热回收原理
热管是一种利用液体和气体相变的热传导装置，它可以在温差的驱动下将热量从一个地方传递到另一个地方。
U型热管（U-shaped heat pipe）是一种热管的设计形式，它通常呈U形状，用于热回收等应用。
下面是U型热管热回收的一般原理：
1.基本结构：U型热管通常由金属材料制成，内部充满一种工作
流体，通常是液态，例如水。
热管的两端被封闭，形成U形状。
工作流体的选择取决于应用的温度范围。
2.热管工作原理：U型热管的工作基于热管内的工作流体在低温
端蒸发，将热量吸收，并在高温端凝结，释放热量的原理。
蒸
发端吸收热量导致工作流体蒸发成气体，气体通过热管传递到
凝结端，在高温处凝结成液体，释放热量。
然后，液体通过重
力回流到低温端，循环过程继续。
3.U型设计：U型热管的设计使得其两端都可以与需要传递热量
的源和负载相连接。
这种设计使得热管能够有效地将热量从一
个位置传递到另一个位置，适用于热回收和热分布的应用。
4.热回收应用：在热回收中，U型热管可以用于捕获和转移废热。
废热源的热量被吸收，然后通过热管传递到需要能量的地方。
这可以在工业、汽车、电子设备等领域中发挥作用，提高能源
利用效率。
总体来说，U型热管通过利用液体-气体相变的特性，实现了高效的热传递。
这使得它在热回收和热管理应用中具有广泛的潜力，有助
于提高能源利用效率。
热管工作原理
热管工作原理热管是一种利用液体的蒸汽和液态相变传递热量的热传导装置，广泛应用于各种冷却和加热系统中。
它具有高效、可靠、轻便等优点，在航空航天、电子设备、能源领域等方面有着重要的应用。
本文将详细介绍热管的工作原理及其主要组成部分。
1. 热管的结构热管主要由以下几个部分组成：蒸发段、冷凝段、毛细管和工作介质。
蒸发段位于热源一侧，通常由一层薄膜形成，用于将液态工作介质加热并蒸发。
冷凝段位于热源的另一侧，通常由一层金属形成，用于将蒸汽冷凝并释放热量。
毛细管连接蒸发段和冷凝段，起到液态工作介质在两个段之间循环传输的作用。
工作介质通常是一种具有较低沸点的液体，如水、酒精或氨等。
2. 热管的工作原理热管的工作原理基于液态工作介质的蒸汽和液态相变传递热量的特性。
当热管的蒸发段受热时，工作介质在蒸发段内部被加热并蒸发成蒸汽。
蒸汽沿着热管内部的毛细管流动到冷凝段，当蒸汽接触到冷凝段的金属表面时，会释放热量并冷凝成液体。
冷凝后的液体通过毛细管回流到蒸发段，形成闭合的循环。
在热管工作过程中，热源将热量传递给工作介质，使其蒸发成蒸汽。
蒸汽在热管内部通过对流和传导的方式传递热量，最终在冷凝段释放热量。
通过循环传输工作介质，热管实现了高效的热量传递。
3. 热管的工作特点热管具有以下几个显著的工作特点：3.1 高效传热：热管利用液态工作介质的相变传热特性，能够实现高效的热量传递。
相比传统的导热材料，热管的传热效率更高。
3.2 均匀温度分布：热管能够将热量均匀分布到整个热管内部，避免了热源附近温度过高的问题。
3.3 快速响应：热管具有快速响应的特点，能够迅速将热量从热源传递到冷凝段，实现快速的热传导。
3.4 可靠性高：由于热管内部没有机械运动部件，因此具有较高的可靠性和寿命。
4. 热管的应用领域热管作为一种高效的热传导装置，被广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用领域：4.1 电子设备散热：热管可以应用于电脑、手机、服务器等电子设备的散热系统中，有效降低设备温度，提高性能和可靠性。
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。
热管及其性能测试
【实验内容】
1. 测量热管的传热功率 首先通电加热使加热器中的水沸腾，然后
将热管蒸发端放入加热器中，并垂直固定于支 架上，将质量为m的水倒入冷凝器中。t1时刻 用温度计测量冷凝器中水的温度T1。热管把热 量由底端（加热器）传到顶端（冷凝器），使 冷凝器中的水被加热。t2时刻用温度计再次测 量冷凝器中水的温度T2。
利用这一特点工业上可以用于节能减排、 废热的回收与利用。利用热管回收烟筒中烟的 热量，是把热管组放在烟筒中，回收烟尘的热 量给水加热。加热后的水可作为锅炉的预热水 或居民供暖，加以利用。
2、热管的另一重要特性是等温性
拉平温度是与热源和冷源分开的特点紧密 相关的。由于热管是趋向于在均匀温度下运行 的，因此可用它来减小物体不均匀加热区之间 的温度梯度。热管的这一特性应用到人造卫星 上。人造卫星是一部分向阳，而一部分背阴， 温差很大。把热管装在卫星上，可以使其阳面 和阴面的温度趋于均匀。
你能设计出应用 热管回收烟筒中 烟尘的热量吗？
谢谢！
THANK YOU!
【实验目的】
• 1.了解热管的基本结构与工作原理。 • 2.掌握热管性能的测试方法，热电偶测温。 • 3.了解热管的应用。
【热管原理】
热管结构如图 所示，是由管壳、管 芯（用于冷凝液回流） 和工质组成的真空封 闭系统。
重力热管的制作和工作原理：封闭的管内
先抽真空，使内压达到1.3×10-3～1.3×10-4Pa
轻拿轻放。
【思考题】
根据热管的工作原理，你能设计出怎样采 用热管利用烟筒中烟尘热量的方案吗？
【实验总结】
热管的种类很多，普通的热管是有管芯的 热管。它是利用液体的表面张力使冷凝液回流 到蒸发端的。同学们有兴趣，可参阅有关资料。
- 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)。
热管的特性，结构与工作原理/heatpipe04/02/2007-2-27/72277735314.htm晨怡热管从热力学的角度来看，物体的吸热、放热是相对的，凡是有温差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处，这是自然界和工程技术领域中极普遍的一种现象，而热传递的方式有三种：辐射、对流、传导，其中以热传导为最快。
1963年美国Los Alamos 国家实验室的G.M.Grover 发明了一种称作为『热管』的传热组件，它充分利用热传导原理与致冷介质快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到体外，导热能力超过了任何已知金属的导热能力。
热管的特性：1.热管传热能力高因为热管的传热主要靠工质相变过程中吸收．释放气化潜热和蒸汽流的传热，所以它的传热能力较其他导热材料高几十倍。
2.热管的均温特性好热管工作时，管内蒸汽处于饱和状态，蒸汽流动和相变时的温差小，所以沿热管蒸发端表面的温度梯度很小，可自动地形成均匀的热流温度。
3.具有可变热流密度的能力由于热管中的蒸发和冷凝空间是分开的，若在蒸发端输入高热流密度，则在冷凝端可得到低的输出热流密度，实现“热变压器”的作用。
4.具有良好的恒温特性采用一种充有惰性气体的可控热管，当输入端的热量变化时，因蒸汽压力的变化使冷凝端的冷凝面积改变，以维持热源温度的恒定。
热管典型结构以及工作原理：热管由管壳﹑吸液芯和工质组成，热管的工作段可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。
当蒸发端收热时，通过管壁使浸透于细液芯中的工质蒸发，蒸汽在蒸发和冷凝端之间所形成的压差作用下流向冷凝端，由于冷凝端受到冷却作用，蒸汽凝结为液体，释放汽化潜能。
冷凝后的气体，靠吸液芯与液体相结合所产生的毛细力作用，将冷凝液输送回蒸发段，以形成工作循环。
热管规格如下：直径mm 长度mm 备注3 0-280 圆热管烧结/ 铜网4 0-280 圆热管烧结/ 铜网5 0-280 圆热管烧结/ 铜网热管工质特性如下表：液芯类型：单层.多层丝网格吸液芯，烧结粉末吸液芯，轴向槽道吸液芯，组合型吸液芯。
常用吸液芯特性如下表：热管折弯工艺：折 弯 规 格管径（mm ） 最小折弯 R （mm ） 建议 R （mm ） 最小折弯角 θ 建议弯角 θΦ 3 9 12 > 90 °> 120 ° Φ 4 12 16 Φ 5 15 20 Φ 6 18 24 Φ 8 24 32 Φ 9 27 36 Φ 9.352837热管的传热原理及其应用特点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截面积远距离地传输而无需外加动力。
国际上对热管技术的研究和应用是在20世纪60年代开始的。
我国在这方面的研究起始于上世纪70年代，当时主要侧重的方向为电子器件冷却和空间飞行器上的应用。
80年代初，我国的热管研究和开发重点转向节能和能源的合理利用，相继开发了热管气—气换热器、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器等各类热管产品。
由于碳钢—水重力热管的结构简单、价格低廉、制造方便、易于推广，使得此类热管得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断提高，热管研究和应用的领域也在不断拓宽。
目前，热管及热管换热器已广泛应用于石油、化工、动力、冶金、建材、轻工等领域的高效传热设备，以及电子装置芯片冷却、笔记本电脑CPU 冷却及电路控制板等的冷却。
目前，除微型热管已批量化、大规模生产外，工业中余热回收用的热管换热器由于各种设备规模、大小、使用情况的不同，几乎每台设备都根据设备的工艺条件、现场情况设计、制造。
一、热管工作原理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。
由热管组成的热管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。
典型的重力热管如图所示，在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入适量工质，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下,上升到热管上端，并向外界放出热量，凝结为液体。
冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端。
由于是相变传热，因此热管内热阻很小，热管的高导热能力与银、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，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地进行强化传热。
此外，由于热管内部一般抽成真空，工质极易沸腾与蒸发，热管启动非常迅速。
热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热器，热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点，它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。
二、热管换热器的类型与基本结构热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。
热管换热器显著的特点是：结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器。
换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小，因而动力消耗也小。
由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件相互又是独立的，因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。
此外，热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比，从而可有效地避免腐蚀性气体的露点腐蚀。
热管换热器的这些特点正越来越受到人们的重视，其用途亦日趋广泛。
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。
从热管换热器结构形式来看，热管换热器又分为整体式、分离式和组合式：1、整体式热管换热器该换热器是由许多单根热管组成。
热管数量的多少取决于换热量的大小。
为了提高气体的换热系数，往往采取在管外加翅片的方法，这样可使所需要的热管数目大大减少。
整体式热管换热器主要分为气—气式、气—汽式、气—液式。
（1）、热管式气—气换热器主要由壳体、热管元件及冷、热流体进出接口组成。
壳体是一个钢结构件，一侧为热流体通道，另一侧为冷流体通道，中间由管板分隔。
壳体的上、下孔板与盖板间以及设备的两侧均设有保温层。
上、下盖板是可拆卸结构，便于检修和更换热管。
（2）、热管式气—汽换热器（热管蒸汽发生器）系统该系统由两部分组成：热管蒸汽发生器，汽水分离装置（汽包）。
其中热管蒸汽发生器是一种新型的蒸汽发生装置，它以具有良好导热性能的热管作为传热元件。
热管受热段采用高频焊接翅片来强化传热，因而整套装置传热效率高，设备结构紧凑，热流体流动阻力小，并且由于热管的存在使得水的受热及汽化均在烟道之外完成，而且汽水分离也在汽包中完成，这就不同于一般的烟道式余热锅炉。
同时水套管与汽包之间用导管连接，管道可以任意调节长度，现场布置灵活，全套设备无转动部件，运行可靠，操作维修方便。
2、分离式热管换热器（1）工作原理分离式热管也是利用工质的汽化-凝结来传递热量，只是将受热部分与放热部分分离开来，用蒸汽上升管与冷凝液下降管相联接，可应用于冷、热流体相距较远或冷、热流体绝对不允许混合的场合。
其工作原理如图所示。
（2）设备的基本结构由通过热流体的换热器、冷流体的换热器及蒸汽上升管、冷凝液下降管组合而成。
换热器主要由壳体和管束组成。
壳体是一个钢结构件，它分别是热流体和冷流体的流通通道，壳体的上顶下底、两侧均设有内保温层。
为了便于检修和观察积灰情况，及时清除积灰，接口处设有人孔，设备顶盖也可打开，用于检修和更换管束。
每台壳体内均装有若干片彼此独立的管束。
受热段和放热段相对应的各片管束通过蒸汽上升管和冷凝液下降管连接，构成各自独立的封闭系统。
三、热管换热器的应用特点1、整体式换热器特点：（1）、传热效率高，热管的冷、热侧均可根据需要采用高频焊翅片强化传热，弥补一般气—气换热器换热系数低的弱点。
（2）、有效地避免冷、热流体的串流，每根热管都是相对独立的密闭单元，冷、热流体都在管外流动，并由中间密封板严密的将冷、热流体隔开。
（3）、有效的防止露点腐蚀，通过调整热管根数或调整热管冷热侧的传热面积比，使热管壁温提高到露点温度以上。
（4）、有效的防止积灰，换热器设计可采用变截面结构，保证流体进出口等流速流动，达到自清灰的目的。
（5）、无任何转动部件，没有附加动力消耗，不需要经常更换元件，即使有部分元件损坏，也不影响正常生产。
（6）、单根热管的损坏不影响其它的热管，同时对整体换热效果的影响也可忽略不计。
2、分离式热管换热器的特点：（1）、装置的受热段和放热段可视现场情况而分开布置，可实现远距离传热，这就给工艺设计带来了较大的灵活性，也给装置的大型化、热能的综合利用以及热能利用系统的优化创造了良好的条件。
（2）、工作介质的循环是依靠冷凝液的位差和密度差的作用，不需要外加动力，无机械运行部件，增加了设备的可靠性，也极大地减少了运营费用。
（3）、放热段与受热段彼此独立，易于实现流体分割、密封、因而能适用于易燃易爆等危险性流体的换热，并且也可实现一种流体与多种流体的同时换热。
（4）、受热段与放热段管束可根据冷、热流体的性能及工艺要求选择不同的结构参数和材质，从而可有效地解决设备的露点腐蚀和积灰问题。
（5）、根据工艺要求，可以将流体顺、逆流混合布置，以适应较宽的温度范围。
（6）、系统换热元件由多片热管管束组成，各片之间相互独立，因此，其中一片甚至几片损坏或失效不会影响整个系统的安全运行。
热管原理热管构造热管制作热管技术是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。