套管式熱管換熱器的原理和應用

　　第 1期20 0 9年 1月

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

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　　2 1 1;2 2 16 .福建三鋼集團三明化工有限公司，福建三明

　　[中圖分類號]T 1 [ K 1 5文獻標識碼]B[ 文章編號]10 9 3 (0 9 0 0 5 04- 9 2 2 0 ) 1- 0 3一o 2

　　將**的熱管技術和熱管換熱設備應用于熱能回收領域具有其他傳統(tǒng)換熱技術和設備無法比擬的獨特優(yōu)點，熱管技術推動了熱回收行業(yè)的技術進步，與此同時，熱回收領域的許多難題及需

　　冷凝段，另一方面提供冷凝液回流的方式和動力。傳統(tǒng)的熱管研究常常根據熱虹吸管的原理研究重力熱管，而沒有什么特殊的管芯，只是對管的內部進行一些清洗或是氧化處理。現在，越來

　　要又反過來促進了熱管技術、熱管產業(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的真空密封

　　越多的科研機構致力于管芯結構的研究，尤其是毛細結構的管芯，例如絲網均勻管芯、槽道管芯和組合管芯。 熱管中工質的選用要考慮到蒸汽運行的溫度

　　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)下充人少量液體工質。熱管的內壁有同心圓筒式的金屬絲網 (其他多孔介或質),稱為吸液芯，吸液芯內充滿液體工質，當

　　范圍，以及工質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，還要根據熱管內工質熱流所受到的相關的各種熱力學限制來選擇工質的種類和充裝量。這些限制有黏性限、聲速限、毛細限、攜帶限和沸騰限等。

　　熱量傳人熱管的蒸發(fā)段時，工作介質吸熱蒸發(fā)流向冷凝段，在那里介質蒸汽被冷卻，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)， 通過工質的相變和傳質實現熱量的高效傳遞…, 其工作原理

　　如圖 1示。所熱量

　　2熱管的特性 ( )優(yōu)良的導熱性。由于熱管以潛熱形式進 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數量級的熱量。 ()具有低熱阻的等溫面。熱管運行時， 2 冷凝段表面的溫度趨向于恒定不變，如果局部加上熱負荷，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，管內蒸汽處于飽和狀態(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。

　　( )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 管芯與工質是組成熱管的*重要的兩個部

　　和凝結的空間是分開的，因此可以實現熱流密度變換，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)良的熱響應性 -。熱管內部壓力很 4 3

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

　　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。

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