热管换热器
热管换热器计算
热管换热器计算(2009-02-20 22:50:45)转载标签：热管换热器计算德天热管亚洲热管网热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。
本文选自【亚洲热管网】热管换热器的计算：1. 热管换热器的效率定义η=t1-t2/t1- t3 (1-1)式t1、t2——新风的进、出口温度（℃）t3——排风的入口温度（℃）2.热管换热器的设计计算一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t1和t3，取新风量L x 与排风量L P相等。
即L x = L P，新风和排风的出口温度按下列公式计算：t2=t1－η(t1－t3) (1-2)t4=t3＋η(t1－t3) (1-3)t4——排风出口温度（℃）回收的热量Q (kW), 负值时为冷量：Q(kW)= L xρX C x（t2-t1）/3600 (1-4)式中L x——新风量（m3/h ）ρx——新风的密度（kg/m3）（一般取1.2 kg/m3）C x——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ·℃)。
3.选用热管换热器时，应注意：1）换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联；当水平安装时，低温侧上倾5℃~7℃。
2）表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。
3）当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。
4）冷却端为湿工况时，加热端的效率η值应增加，即回收的热量增加。
但仍可按上述公式计算（增加的热量作为安全因素）。
需要确定冷却端（热气流）的终参数时，可按下式确定处理后的焓值，并按处理后的相对湿度为90%左右考虑。
h2=h1－ 36Q/ L×ρ (1-5)式中h1, h2——热气流处理前、后的焓值（kJ/kg）;Q ——按冷气流计算出的回收热量（W）;L ——热气流的风量（m3/h ）；ρ——热气流的密度（kg/m3）。
热管换热器设计计算及设计说明
热管换热器设计计算及设计说明热管换热器设计计算及设计说明1.引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2.设计要求2.1 传热需求2.2 材料选择2.3 设计参数①换热面积②压降限制③管子尺寸④工作温度3.热管换热器基本原理3.1 热管换热器工作原理3.2 热管换热器的优点和应用领域4.设计计算4.1 换热器传热计算①热传导模型②热阻计算4.2 管子尺寸计算4.3 热管液体填充计算4.4 压降计算5.设计方案5.1 热管换热器结构设计①整体结构②管板结构③热管布置5.2 材料选用及制造工艺6.工程图纸6.1 总装图6.2 管板图6.3 管子图6.4 附件图7.安装与使用注意事项7.1 安装步骤7.2 操作须知7.3 维护保养附件：1.热管换热器结构设计图纸2.材料选择与使用说明书3.设备运行参数记录表本文所涉及的法律名词及注释：1.设计要求：设计过程中必须满足的相关要求和标准。
2.传热需求：根据工况和热流量确定的需要传热的要求。
3.材料选择：根据工作条件和传热要求选择合适的材料进行设计和制造。
4.设计参数：在设计过程中使用的相关参数，如换热面积、压降限制等。
5.工作温度：换热器在实际工作过程中的温度范围。
6.热传导模型：用于计算热管换热器传热效果的数学模型。
7.热阻计算：通过计算换热管道和外界之间的热阻来评估传热效果。
8.管子尺寸计算：根据传热需求和阻力要求，计算管道的尺寸。
9.热管液体填充计算：根据液体性质和工作温度，计算填充液体的数量和性质。
10.压降计算：根据流体流速和管道尺寸计算流体流经换热器时的压降。
11.设计方案：根据1.2节的目的和设计要求，提出符合要求的热管换热器结构设计。
12.制造工艺：制造热管换热器时需要采用的工艺方法。
13.总装图：热管换热器的整体结构图。
14.管板图：热管换热器中管板的结构图。
15.管子图：热管换热器中管道的结构图。
16.附件图：包括安装附件和连接管件的结构图。
热管换热器的工作原理
热管换热器的工作原理热管换热器是一种利用液体和蒸汽的相变过程来传递热量的设备。
它主要由热管、冷凝器和蒸发器组成。
热管是热管换热器的核心部件，通常由内部镶嵌有多个鳍片的金属管组成。
热管内填充有一种称为工作介质的特殊液体，通常为蒸发液体。
热管的两端分别连接一个冷凝器和一个蒸发器。
工作原理如下：1. 脉动蒸发：当热管的蒸发器端加热时，工作介质在蒸发器内迅速汽化。
汽化的工作介质变成蒸汽，并迅速上升到热管的冷凝器端。
2. 相变传热：在冷凝器端，蒸汽与冷凝器内的冷凝介质接触，传热给冷凝介质。
蒸汽在冷凝器内冷却，并逐渐凝结成液体。
3. 导热返回：在冷凝成液体后，冷凝介质流入热管的蒸发器端，通过鳍片的导热作用，将热量传递给蒸发器。
4. 重复循环：液体工作介质在蒸发器中再次汽化，蒸汽上升到冷凝器端再次冷凝，循环往复。
热管换热器的工作原理可基于两个基本原理来解释。
第一个是相变传热原理。
当液体在蒸发器内蒸发时，蒸汽所需的潜热可以从周围环境吸收，从而降低周围环境的温度。
相对应的，在冷凝器端，蒸汽释放出潜热，将热量传递给冷凝介质。
由于相变过程的热传导非常高效，所以热管换热器的热传输效率很高。
第二个原理是液体的循环工作原理。
热管内的工作介质在蒸发器端蒸发成蒸汽后，蒸汽的上升作用和重力的配合使得液体循环并将蒸汽带到冷凝器端。
液体在冷凝器端冷却凝结后，由于重力作用，液体流回蒸发器，再次蒸发成蒸汽，循环往复完成热量的传递。
热管换热器的工作原理使其具有以下优点：1. 高热传输效率：利用相变传热和液体循环工作原理，热管换热器的热传输效率高于传统的热交换器。
2. 快速响应：由于热管内的蒸汽和液体循环快速，热管换热器能够在很短的时间内响应温度的变化。
3. 节省空间：由于热管换热器可以实现高热传输效率，所以相同换热功率的热管换热器相对较小，占用的空间较少。
4. 不需要外部电源：热管换热器的工作原理不依赖于外部电源，因此可以在没有电力供应的环境下运行。
热管换热器设计计算及设计说明
热管换热器设计计算及设计说明设计说明书目录1.引言2.设计目标3.设计计算3.1传热需求计算3.2材料选择3.3热管尺寸计算3.4换热面积计算4.设计结果4.1热管尺寸4.2换热面积5.结论1.引言2.设计目标本设计的目标是设计一个能够满足热量传递需求的热管换热器。
具体设计目标如下：-传热效率高，热量损失小；-体积小，重量轻，便于安装和维护；-耐腐蚀，使用寿命长。
3.设计计算3.1传热需求计算根据所需传热功率和热传导方程，可以计算出所需的换热面积。
传热功率的计算公式如下：Q=U*A*ΔT其中，Q为传热功率，U为传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。
根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。
3.2材料选择根据工作温度和压力，选择合适的材料用于热管换热器的制造。
常见的材料有不锈钢、铜、铝等。
需要考虑的因素包括材料的导热性能、耐腐蚀性能和成本等。
3.3热管尺寸计算热管的尺寸设计主要包括直径、长度和分段数等。
热管的直径与流体的流量有关，需要根据实际流量计算得出。
热管的长度与传热效果有关，需要根据传热需求和热管材料的导热性能计算得出。
分段数的选择主要考虑热管结构的复杂度和制造成本。
3.4换热面积计算根据传热功率和传热系数，可以计算出所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下：A=Q/(U*ΔT)其中，A为换热面积，Q为传热功率，U为传热系数，ΔT为温度差。
根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。
4.设计结果4.1热管尺寸根据具体的传热需求和热管材料的导热性能，计算得出热管的直径为XX mm，长度为XX mm，分段数为XX。
4.2换热面积根据传热功率和传热系数，计算得出所需的换热面积为XXm²。
5.结论本设计通过计算得出了一台满足特定条件下的热管换热器的尺寸和换热面积。
这个设计可以满足传热需求，并具有高传热效率、小体积和耐腐蚀等特点。
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。
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。
热管换热器节能的原因
热管换热器节能的原因
热管换热器相比传统换热器具有一些节能优势，具体原因如下：
1.高换热效率：热管换热器采用热管作为换热元件，热管内部充满工作介质，可以实现高效的传热。
由于其内部工作介质的回流和再循环，热管换热器能够以更高的速度实现换热，从而提高了能量利用率。
2.传热距离短：采用热管换热器可以减少传热距离，因为热管可以将热量快速传递到需要的位置，减少了热能传输的损失。
3.少量流体：传统换热器需要较大的流体量来进行换热，而热管换热器只需要很少的流体就能实现高效的换热。
这意味着更少的流体泵送能耗和处理成本。
4.节省能源：由于热管换热器能够以更高的效率进行换热，并且需要较少的流体量，从而可以实现节约能源的效果。
热管换热器具有高效的传热性能，可以减少传热距离、使用少量流体以及节省能源，因此在许多工业和商业应用中被广泛采用以实现节能环保的目的。
热管
热管换热器与制冷机、热泵一样，在解决诸如温室效应、CO2的排放和能源缺乏等世界性问题中，起到非常重要的作用热管换热器就是从丰富的自然环境和大量的余热资源吸收余热，且吸热的温度范围非常广泛,可以从诸如地热自然环境的10℃到工业余热资源的1000℃。
在吸收余热温度范围上，热管换热器比制冷机和热泵要广泛的多，温度要高的多，另外，还不消耗任何形式的能量。
热管换热器不制造、不消耗、也不储存能量，只是高效率地传递能量，从余热资源中吸收余热，然后转化给工业和生活中需要的水、空气和蒸汽等。
用于工业用热水、热风、蒸汽、采暖、空调、烘干、排潮、炉膛助燃、锅炉供水等，从而减少大量的一次能源的消耗。
1 热管的工作原理热管换热器由许多根热管，按一定的排列方式组成，每只热管都是独立的换热元件，所以，其传热效率的高低取决于每只热管，即热管换热器传热量的大小取决于热管传热量的大小。
热管是真空工作介质相变，无外界动力的高效传热元件，是凭借充满在热管内封闭的工作介质，反复蒸发和冷凝相变，进行热量传递的高效传热元件。
热管从结构上分为加热段、绝缘段和冷凝段。
其中加热段与余热热源接触吸收余热。
热管工作介质不论是液态还是固态，在开始传热时总是集中在加热段。
当加热段接触吸收余热时，热管工作介质就蒸发或升华，并以高速度向冷却段运动，同时将热量传递到冷却段。
传递的热量是热管工作介质的汽化潜热，放出汽化潜热后，工作介质就凝结成液体，在重力作用下又返回到加热段。
如此连续工作，形成连续不断地吸收余热传递热量的过程。
热管工作介质传递热量要求在真空情况下进行，真空度越高越好。
在制造热管时，一般能达到0.133Pa～0.00133Pa，在这种真空度下热管工作介质就易于蒸发，易于启动和工作。
热管工作介质是在流动的情况下传递热量的，其工作不靠外界动力，而是巧妙地利用了重力和毛细力，使介质回流和克服流动阻力的。
一般工业上应用的热管传递量，对 1 m长的普通热管约为 2 kW，但是，再高就受到携带限的限制，所以目前1台热管换热器的热管数目是相当多的，对于大功率的热管换热器其热管的数目是相当可观的。
什么是热管换热器
什么是热管换热器热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管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。
热管式换热器：是指利用热管原理实现热交换的换热器。
有若干支热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内构成，中热管式换热器是指利用热管原理实现热交换的换热器。
有若干支热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内构成，中隔板与热管加热段、冷却段及相应的壳体内腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道申横掠热管束连续流动实现传热。
多用于余热回收工程。
热管换热器涉及换热器结构的改进，尤其是热烟道上的换热器结构的改进；解决以往烟道中换热器传热效率低的问题；该热管换热器是由炉体、集灰池墙体、隔板、隔墙板、换热管、挡水板、进、出水管构成，其主要改进是在下部构成集灰池，在上面的储水池中安装挡水板；其优点是消除受热介质直流现象，使受热介质受热均匀，提高传热效率，再加上在下部设置了集灰池，使换热管减少灰尘的沉积，提高了传热效率；该热管换热器可以广泛的安置在热烟道中，尤其是安置在窑炉排烟道中回收利用余热效果明显，受热介质可以取暖、可以洗浴。
热管换热器的应用热管换热器的构造原理：热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。
热管还具有均温特性好、热流密度可调、传热方向可逆等特性。
用它组成换热器不仅具有热管固有的传热量大、温差小、重量轻体积小、热响应迅速等特点，而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、进、排风流道便于分隔、互不渗漏等特点。
热管是由内壁加工有槽道的两端密封的铝（轧）翅片管经清洗并抽成高真空后注入最佳液态工质而成，随注入液态工质的成分和比例不同，分为KLS低温热管换热器、GRSC-A 中温热管换热器、GRSC-B高温热管换热器。
热管一端受热时管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。
热管式换热器设计计算说明书
目录1绪论 (1)1.1热管及热管换热器的概述 (1)1.2热管及其应用 (1)1.2.1热管的工作原理 (2)1.2.2热管的基本特性 (4)1.2.3热管的发展历程及应用领域 (5)1.2.4热管换热器 (8)1.2.5换热器应用前景及研究进展 (14)1.3热管气-气换热器设计中应注意的问题 (16)2热管气-气换热器的计算理论及方法 (18)2.1热管的材料及工作温度 (18)2.2 热管的强度与最大传热功率 (19)2.3热管气-气换热器的设计计算方法 (20)2.4总换热系数的求解理论及方法 (23)2.5热管气-气换热器的离散计算法理论 (32)2.6热管气-气换热器的定壁温计算法理论 (37)3确定设计方案 (39)3.1选择换热器类型 (39)3.2热管的设计 (39)3.3热管换热器的设计计算方法 (40)4热管换热器设计准备 (41)4.1换热管的排列形式 (41)4.2设计步骤 (42)4.3确定原始数据 (42)4.4符号说明 (43)4.5标注说明 (45)5热管换热器工艺计算 (46)5.1计算总传热量Q (46)5.2求空气侧出口温度2′′ (46)5.3确定迎风面宽度及热管列数 (48)5.4求透过系数 (48)5.5求换热系数 (50)5.6求翅化比和翅化效率 (50)5.7求单根热管的热阻和对数平均温度∆，确定单根热管的热通量q (51)5.8求热管的排数 (52)5.9求总热管数 (52)5.10求耗散系数1,2，确定压力损失1,∆2 .....................................................................................525.11计算净自由容积和烟气侧与空气侧当量直径1,2 (53)5.12C语言运行结果 (53)6热管的设计 (55)6.1 热管工作温度的选择 (55)6.3热管材料的选择 (57)6.4热管的堵头设计计算 (57)6.5热管长度的确定 (57)6.6热管传热极限的影响 (58)7设备的结构设计 (60)7.1材料的选择 (60)7.2筒体的设计温度、压力选择 (60)7.2.1筒体厚度的计算 (60)7.3椭圆形堵头的设计 (60)7.4容器法兰的选择 (61)7.5开孔补强 (63)7.6隔板的设计 (63)7.6.2隔板的厚度确定 (63)7.6.2隔板管孔直径的确定 (63)7.6.3隔板与壳体和热管的连接方式 (63)8结论 (65)∆参考文献 (66)IV致谢 (6)8附录 (69)外文原文 (76)外文1 (76)外文2 (83)外文译文 (94)译文1 (94)译文2 (108)V1绪论1.1热管及热管换热器的概述热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。
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
热管换热器实验原理
热管换热器是一种高效的热传导装置，利用热管内的工质在蒸发和冷凝过程中实现换热。
它通常由一个密封的金属管组成，内部充满特定的工质，如水、氨或乙醇等。
热管换热器在许多领域都有广泛的应用，如空调、冷却系统、电子设备散热等。
热管换热器的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 蒸发：热管的一端暴露在热源下，当热源升温时，工质在热管内部开始蒸发，从液态转变为蒸汽态。
这个过程吸收了热源释放的热能。
2. 相变传热：蒸汽沿着热管内部传输，并向冷端移动，同时带着吸收的热量。
这个过程类似于在热管内部形成气液两相的传热过程。
3. 冷凝：当蒸汽达到热管的冷端时，遇到低温表面，蒸汽开始冷凝成液体。
这个过程释放出之前吸收的热量。
4. 回流：冷凝后的液体工质通过毛细力和重力的作用返回到热源端，以完成循环。
在热源端，液体再次被加热，开始蒸发，循环再次进行。
通过这样的循环过程，热管换热器能够高效地将热量从热源端传递到冷端，并在过程中实现相变传热，提高了换热效率。
热管换热器的优点包括结构简单、无需外部动力、传热效率高等，因此被广泛应用于各种换热场合。
热管式换热器工作原理
热管式换热器工作原理
热管式换热器是用来转换热量的设备。
它通过可靠的物理接触，
可以将流经其中的冷热流体的温度差转换为有效的传热量。
热管式换
热器的基本工作原理是将两个不同温度的流体进行热交换。
在管路中，冷热流体分别进入上部和下部的两个室，流量的大小和温度的不同密
切相关。
这样，当温热的流体流经热管，其热能被传递到冷流体中，
冷流体接受了热能，其温度会随之升高。
同样，当冷流体流经热管时，其温度也会随之降低，温热的流体则可以继续从上部室得到热能。
在传热单元中，冷热流体分别由上部室和下部室流入，并在换热
器壁上交换温度。
换热器壁上的冷热差热量会阻碍流体的流动，在一
定程度上减慢流体的流速，减少潜热的损失。
同时，热管式换热器的
物理构型和结构也有助于减少热量的损失。
两侧流体在换热器中的反
复往复运动，有效地实现了传热过程，使冷热流体的温度差得到控制
和调节，最终达到热能转换效果。
热管式换热器具有以下优点：结构紧凑，安装和拆卸简便；操作
可靠，耗能低；使用温差低，温差高可以获得较好的高热量效果；具
有传热效率高，不需要额外的加热设备；热能转换效率高，温度变化
范围广等优点。
因此，热管式换热器深受工业市场的欢迎，得到了广
泛的应用。
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
Principle and design of heat exchanger 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。
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）
热管换热器的工作原理
热管换热器的工作原理
热管换热器是一种高效的换热设备，它基于热管的工作原理进行热量传递。
热管由内部充满工作介质的密封管道组成，通常包括蒸发段、冷凝段和回流段。
热管换热器的工作过程可以概括为以下几个步骤：
1. 蒸发段：当加热源施加热量时，工作介质在蒸发段迅速蒸发。
蒸发段通常位于设备的热源一侧，蒸发过程产生大量的蒸汽。
2. 冷凝段：蒸发后的蒸汽会通过热管传输到冷凝段，在这个过程中，热管暴露在冷却介质中，从而使蒸汽冷凝，并释放出大量的热量。
3. 回流段：被冷凝的工作介质在冷凝段转变为液体，然后通过重力或毛细力回流到蒸发段，重新参与到蒸发过程中。
这种循环使得热管能够不间断地传递热量。
热管换热器的工作原理可以归结为两个基本原理：液体蒸发和冷凝过程的热量传递以及液体在热管内的回流。
相比传统的换热器，热管换热器具有许多优点。
首先，它具有高热传导效率和较低的热阻，能够有效提高热交换效果。
其次，热管换热器体积小、重量轻，适应性强，可以在各种复杂环境下工作。
此外，由于热管不需要外部能源供应，所以其能耗较低，运行成本也相对较低。
热管换热器在众多领域中广泛应用，包括电子设备散热、空调系统、工业生产设备等。
通过运用热管的工作原理，热管换热器能够在不同工况下高效稳定地完成热量传递，提高设备的能效和性能。
高温热管式换热器设计
高温热管式换热器
热管技术是20世纪60年代出现的一种传热新技术，起到热能力超过任何已知金属的导热能力，在散热器制造行业占有重要的地位，接下来我们看一下热管的基本原理、特性。
热管式换热器
特点
高温热管换热器是由管内充有不同工质的热
管组成的组合式热管换热器,主要由热管、隔板和
壳体3部分组成(图1)。
冷、热流体通道之间用
隔板绝对隔开,热管作为传热元件实现冷、热流体
间的热量传递。
图1热管换热器结构示意图
整个换热器又分为高温热管区和中温热管区
和低温热管区。
在低温区,工作温度限制在
250℃以下,采用水(经化学处理后的)作为热管工
质较理想;在中温区,工作温度限制在250~400℃范围内,采用萘作为热管工质,萘热管在400℃左
右具有可靠的热稳定性和良好的传热性,且与碳
钢有良好的相容性和安全性,预计有很长的使用
寿命[3~5];在高温区,工作温度在600℃以上常采
用液态金属热管,液态金属有良好的热稳定性和
较低的饱和蒸气压,如钠在800℃时饱和蒸气压
仅为0.047MPa,因此在高温条件下液态金属热管
的壳体几乎不承受内压,而且常用的几种液态金
属在高温下均具有较高的汽化潜热,如800℃时
钠的汽化潜热为3 977kJ/kg,因而高温热管能够
传递很高的热量。
应用
优化
前景。
热管式热交换器设计说明
本科毕业设计说明书热管式热交换器（烟气余热回收空气预热器）Heat pipe heat exchanger (flue gas heat recovery air preheater)摘要热管是一种依靠管内工质的蒸发，凝结和循环流动而传递热量的部件。
由热管元件组成的，利用热管原理实现热交换的换热器称之为热管换热器。
热管换热器最大的特点是：结构简单，传热效率高、动力消耗小。
其越来越受到人们的重视，是一种应用前景非常好的换热设备。
目前，它被广泛应用于动力、化工、冶金、电力、计算机等领域。
本文就热管换热器的发展现状、趋势、应用及设计做了一个简要的论述，着重探讨了热管换热器的设计。
在讨论热管换热器的设计过程中，主要针对热力计算，设备结构计算、元件参数的选择做了一个合理构建。
关键词：热管；热管热交换器；设计计算；ABSTRACRely on heat pipe is a pipe working fluid evaporation, condensation and recycling the flow of heat transfer member. Components of the heat pipe, heat pipe principle the use of heat exchange heat exchanger called the heat pipe heat exchanger. Heat pipe heat exchanger biggest feature is: simple structure, high heat transfer efficiency, power consumption is small. Which more and more people's attention, is a very good application prospects heat transfer equipment. Currently, it is widely used in power, chemical, metallurgy, electric power, computers and other fields. In this paper, the development of heat pipe heat exchanger status, trends, application and design to make a brief discussion, focused on the heat pipe heat exchanger design. In discussing the heat pipe heat exchanger design process, mainly for thermal calculation, equipment, structural calculations, component selection of parameters made a reasonable construction.Key words：Heat pipe；Heat pipe heat exchanger；Design calculations；目录第一章绪论 (1)第一节热管及热管换热器概述 (1)第二节热管及其应用 (3)1.2.1热管的构造原理 (3)1.2.2热管的工作原理 (7)1.2.3热管的基本特性 (8)1.2.4热管分类 (8)1.2.5热管技术 (9)1.2.6热管技术特点 (10)第二章热管换热器 (12)第一节热管换热器技术优势 (12)第二节热管换热器的分类 (12)第三节换热器应用前景 (14)第三章热管气-气换热器设计中应注意的问题 (16)第四章热管气-气换热器设计步骤 (17)第一节计算步骤 (17)第二节符号说明 (19)第三节标注说明 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)外文资料及翻译 (35)任务书 (55)第一章绪论第一节热管的发展及现状在现有的传热元件中，热管是我们所知的最高效的传热元件之一，它能将大量热量通过其特别小的截面积远距离地传输而不需要外加动力。
热管换热器计算
热管换热器计算热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。
热管换热器的计算：1. 热管换热器的效率定义/t1- t3(1-1)式t1、t2——新风的进、出口温度（℃）t3——排风的入口温度（℃）2.热管换热器的设计计算一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t1和 t3，取新风量Lx与排风量L P 相等。
即 Lx= LP，新风和排风的出口温度按下列公式计算：t2=t1－η(t1－t3) (1-2)t4=t3＋η(t1－t3) (1-3)t4——排风出口温度（℃）回收的热量Q (kW), 负值时为冷量：Q(kW)= Lx ρXCx（t2-t1）/3600 (1-4)式中 Lx——新风量（ m3/h ）ρx——新风的密度（kg/m3）（一般取1.2 kg/m3）C x ——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ·℃ )。
η=t1-t 23.选用热管换热器时，应注意：1）换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联；当水平安装时，低温侧上倾5℃~7℃。
2）表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。
3）当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。
4）冷却端为湿工况时，加热端的效率η值应增加，即回收的热量增加。
但仍可按上述公式计算（增加的热量作为安全因素）。
需要确定冷却端（热气流）的终参数时，可按下式确定处理后的焓值，并按处理后的相对湿度为90%左右考虑。
h 2=h1－36Q/ L×ρ(1-5)式中 h1, h2——热气流处理前、后的焓值（kJ/kg）;Q ——按冷气流计算出的回收热量（W）; L ——热气流的风量（m3/h ）；ρ——热气流的密度（kg/m3）。
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热管换热器的分类
■整体式热管换热器 简介: 热管的蒸发段和冷凝段同处于一个整体的上、下两个空间，以流过热管两端流体的种类可分为： 1.气-气式热管换热器，冷、热流体均为气体，如热管式空气预热器。 2.气-液式热管换热器，冷流体为液体，热流体为气体，如热管式省煤器。 3.气-汽式热管换热器，冷流体侧为产生蒸汽，热流体为气体，如热管式蒸汽发生器(余热锅炉)， 其又可分为： ① 分离套管式热管蒸发器，产汽部分与汽包分开布置，通过上升管和下降管连接。 ② 冷凝段直插汽包式（俗称子弹头式）热管蒸汽发生器，产汽部分与汽包同处一空间，不需要 升管和下降管。 ■ 分离式热管换热器 简介: 热管的蒸发段和冷凝段分开布置，不同处于一个整体。其也可分为： 1.气-气式热管换热器。 2.气-液式热管换热器。 3.气-汽式热管换热器。 ■KLS低温、GRSC中温热管换热器 KLS低温热管换热器简介： 用途：在各类工厂空调通风换气中，冬季回收排风中的热量予热新风；夏季回收排风中的冷量 予冷新风；回收工艺设备排风中的热量予热送风，达到节能的目的。
热管换热器的发展
热管是由美国发明的，最初被用于航天技术 和核反应堆，以解决向阳面和背阴面受热不 均匀。20世纪90年代被用于民用空调，由于 其优越的导热性，受到越来越广泛的重视， 目前在计算机、雷达等高科技领域被广泛应 用。
热管换热器的构造
热管换热器是由炉体、集灰池墙体、隔板、隔墙 板、换热管、挡水板、进、出水管构成，其主要 改进是在下部构成集灰池，在上面的储水池中安 装挡水板；其优点是消除受热介质直流现象，使 受热介质受热均匀，提高传热效率，再加上在下 部设置了集灰池，使换热管减少灰尘的沉积，提 高了传热效率；该热管换热器可以广泛的安置在 热烟道中，尤其是安置在窑炉排烟道中回收利用 余热效果明显，受热介质可以取暖、可以洗浴。
热管式换热器强化传热技术的发展动 态
姓 名：张登旺 专业班级：热能08-3 指导老师：阴继翔
热管换热器
定义:
是指利用热管原理实现热交换的换热器。有若干 支热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体内构 成，中热管式换热器是指利用热管原理实现热交 换的换热器。有若干支热管组成的换热管束通过 中隔板置于壳体内构成，中隔板与热管加热段、 冷却段及相应的壳体内腔分别形成热、冷流体通 道，热、冷流体在通道申横掠热管束连续流动实 现传热。多用于余热回收工程。
整体式热管式换热器
分离式热管换热器
kls热管换热器
热管换热器的用途