套管式熱管換熱器的原理和應(yīng)用

　　第 1期20 0 9年 1月

　　中氮

　　肥

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　　Jn 2 0 a. 0 9

　　套管式熱管換熱器的原理和應(yīng)用董洪峰。林藝紅。師( .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇徐州 1

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　　2 1 1;2 2 16 .福建三鋼集團(tuán)三明化工有限公司，福建三明

　　[中圖分類號(hào)]T 1 [ K 1 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[ 文章編號(hào)]10 9 3 (0 9 0 0 5 04- 9 2 2 0 ) 1- 0 3一o 2

　　將**的熱管技術(shù)和熱管換熱設(shè)備應(yīng)用于熱能回收領(lǐng)域具有其他傳統(tǒng)換熱技術(shù)和設(shè)備無法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，熱管技術(shù)推動(dòng)了熱回收行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，與此同時(shí)，熱回收領(lǐng)域的許多難題及需

　　冷凝段，另一方面提供冷凝液回流的方式和動(dòng)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(duì)管的內(nèi)部進(jìn)行一些清洗或是氧化處理?，F(xiàn)在，越來

　　要又反過來促進(jìn)了熱管技術(shù)、熱管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1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

　　越多的科研機(jī)構(gòu)致力于管芯結(jié)構(gòu)的研究，尤其是毛細(xì)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(yùn)行的溫度

　　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(fù)壓，在此狀態(tài)下充人少量液體工質(zhì)。熱管的內(nèi)壁有同心圓筒式的金屬絲網(wǎng) (其他多孔介或質(zhì)),稱為吸液芯，吸液芯內(nèi)充滿液體工質(zhì)，當(dāng)

　　范圍，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(xué)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(xì)限、攜帶限和沸騰限等。

　　熱量傳人熱管的蒸發(fā)段時(shí)，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(xì)力或重力的作用下返回蒸發(fā)段，如此反復(fù)循環(huán)， 通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞…, 其工作原理

　　如圖 1示。所熱量

　　2熱管的特性 ( )優(yōu)良的導(dǎo)熱性。由于熱管以潛熱形式進(jìn) 1

　　行傳熱，以和銀、銅、鋁等金屬相比，所單位重量的熱管可傳遞幾個(gè)數(shù)量級(jí)的熱量。 ()具有低熱阻的等溫面。熱管運(yùn)行時(shí)， 2 冷凝段表面的溫度趨向于恒定不變，如果局部加上熱負(fù)荷，則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(shí)，管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，蒸汽流動(dòng)和相變時(shí)的溫差很小，而管壁和毛細(xì)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。

　　( )具有熱流密度變換能力。熱管中蒸發(fā) 3圖 l熱管工作原理示意圖 管芯與工質(zhì)是組成熱管的*重要的兩個(gè)部

　　和凝結(jié)的空間是分開的，因此可以實(shí)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。 ( )優(yōu)良的熱響應(yīng)性 -。熱管內(nèi)部壓力很 4 3

　　分。管芯一方面把工質(zhì)液體分布到整個(gè)蒸發(fā)段和[收稿日期]2 0 -— 0 81 1 0 2[作者簡(jiǎn)介]董洪峰 ( 9 8 ) 18一，男，天津大學(xué)化工學(xué)院在讀碩士研究生。

　　小，當(dāng)蒸發(fā)端受熱后，蒸汽就以近似于該溫度下的音速前進(jìn)。

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