套管換熱器的工作原理和結(jié)構(gòu)熱管的工作原理　　熱管是一種充填了適量工作介質(zhì)的真空密封容器是一種高效傳熱元件主要由管芯、管殼和工質(zhì)組成熱管的制作過程是先將管密閉抽成負壓在此狀態(tài)下充入少量液體工質(zhì)熱管的內(nèi)壁有同心圓筒式的金屬絲網(wǎng)或其他多孔介質(zhì)稱為吸液芯吸液芯內(nèi)充滿液體工質(zhì)當熱量傳入熱管的蒸發(fā)段時工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)流向冷凝段在那里介質(zhì)蒸汽被冷卻釋放出汽化潛熱冷凝變成液體然后在多孔吸液芯的毛細力或重力的作用下返回蒸發(fā)段如此反復循環(huán)通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實現(xiàn)熱量的高效傳遞　　管芯與工質(zhì)是組成熱管的*重要的兩個部分管芯一方面把工質(zhì)液體分布到整個蒸發(fā)段和冷凝段另一方面提供冷凝液回流的方式和動力傳統(tǒng)的熱管研究常常根據(jù)熱虹吸管的原理研究重力熱管而沒有什么特殊的管芯只是對管的內(nèi)部進行一些清洗或是氧化處理現(xiàn)在越來越多的科研機構(gòu)致力于管芯結(jié)構(gòu)的研究尤其是毛細結(jié)構(gòu)的管芯例如絲網(wǎng)均勻管芯、槽道管芯和組合管芯　　熱管中工質(zhì)的選用要考慮到蒸汽運行的溫度范圍

　　[2]以及工質(zhì)與管芯和管殼材料的相容性問題在合適的溫度范圍和相容性的前提條件下還要根據(jù)熱管內(nèi)工質(zhì)熱流所受到的相關(guān)的各種熱力學限制來選擇工質(zhì)的種類和充裝量這些限制有黏性限、聲速限、毛細限、攜帶限和沸騰限等熱管的特性　　1優(yōu)良的導熱性由于熱管以潛熱形式進行傳熱所以和銀、銅、鋁等金屬相比單位重量的熱管可傳遞幾個數(shù)量級的熱量　　2具有低熱阻的等溫面熱管運行時冷凝段表面的溫度趨向于恒定不變?nèi)绻植考由蠠嶝摵蓜t有更多的蒸汽在該處冷凝使溫度又維持在原來的水平上;同樣蒸發(fā)段也存在等溫面熱管工作時管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)蒸汽流動和相變時的溫差很小而管壁和毛細芯比較薄所以熱管的表面溫度梯度很小即表面的等溫性好　　3具有熱流密度變換能力熱管中蒸發(fā)和凝結(jié)的空間是分開的因此可以實現(xiàn)熱流密度變換在蒸發(fā)段可用高熱流密度輸入而在冷凝段可以用低熱流密度輸出反之亦然　　4優(yōu)良的熱響應(yīng)性熱管內(nèi)部壓力很小當蒸發(fā)端受熱后蒸汽就以近似于該溫度下的音速前進　　5熱管的結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、維修方便　　6熱管沒有運動部件運行可靠使用壽命長套管式熱管換熱器的工作原理及特性　　套管式熱管換熱器結(jié)構(gòu)為兩不等徑的圓管同心相套又稱其為徑向熱管這是因為其熱量傳遞方向為徑向當外管外側(cè)為高溫側(cè)內(nèi)管內(nèi)側(cè)為低溫側(cè)時處于真空狀態(tài)的套管間隙內(nèi)熱側(cè)工質(zhì)受熱汽化膨脹與冷側(cè)工質(zhì)形成高速對流并在冷側(cè)凝結(jié)即當熱量傳入熱管的外管時工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)流向冷側(cè)在那里介質(zhì)蒸汽被冷卻釋放出汽化潛熱冷凝變成液體然后返回熱側(cè)如此反復循環(huán)通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實現(xiàn)熱量的高效傳遞　　套管式熱管換熱器除了具有常規(guī)重力式熱管換熱器的特性外還具有以下特點　　1熱量傳遞方向可以雙向進行既可以由外向內(nèi)傳遞也可以由內(nèi)向外傳遞;而常規(guī)重力式熱管只能由蒸發(fā)段傳向冷凝段不能反向傳遞　　2工作時相對重力場方向可以任意擺放由垂直到平行角度任意;而常規(guī)重力式熱管不能垂直于重力場方向工作　　3由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的路程比常規(guī)重力式熱管有極大的縮短傳熱系數(shù)增大所以其兩側(cè)熱阻很小溫差相應(yīng)也很小　　4由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的橫截面積比常規(guī)重力式熱管有極大的增加兩側(cè)單位面積的熱負荷可以很大;沒有常規(guī)重力式熱管的音速極限、攜帶極限更無毛細極限和沸騰極限。

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