热管
热管是指一个装有适量工作介质的真空密封容器,是一种特别高效的传热元件。工作原理为:当热量传入蒸发段,工作介质便蒸发流向冷凝段,在那里释放出汽化潜热,冷凝变成液体,然后在多孔吸芯的毛细力或重力的作用下,返回蒸发段,如此反复循环,通过工质的相变及传质来传递热量。
热管具有以下特性:
(1)导热率很高
热管主要是靠工作介质相变时吸收和释放汽化潜热以及蒸汽流动来传热,多数工质的汽化潜热都很大,所以热管的导热率很高。与一般固体材料不同的是,它的导热率不是定值,而随长度而变,一根热管在不同长度时,其有效导热率可以是实心铜棒的10~10000倍:
(2)等温性能好
热管表面的温度梯度很小,当热流密度低时可得到高度等温的表面,通常温差只有1~2℃
(3)热流密度可变换
热管的蒸发与冷凝空间是分开的,易实现热流密度的变换,其变换比例范围很大;
(4)具有恒温特性(可控热管)
一种充惰性气体的热管可以在输入热量变化时改变热管冷凝的散热面积,从而使加热端热源温度维持恒定;
(5)安全可靠性好
热管无运动部件,工作特别可靠,无需维修,使用寿命长。这也是热管能用于宇宙空间的主要原因,在那里很难进行维修。
热管型号与技术参数
型号 | 管材 | 工质 | 直径 | 长度 | 工作温度 |
GSRG | 钢 | 水 | φ18—57 | 0.5— | 50— |
TSRG | 铜 | 水 | φ6—38 | 0.3— | 80— |
LARG | 铝 | 氨 | φ10—38 | 1— | -60— |
TBRG | 铜 | 丙酮 | φ10—38 | 1— | 0— |
GNRG | 钢 | 萘 | φ25—57 | 1— | 300— |
BJRG | 不锈钢 | 钾 | φ25—57 | 1— | 400— |
BNRG | 不锈钢 | 纳 | φ25—57 | 1— | 500— |
热管技术的应用领域
行业 | 应用场合 |
化工 | 合成氨厂、热交换器、化学反应器、燃烧炉、 化工原料干燥、硫酸沸腾炉 |
石化 | 裂解炉、加热炉、焦化、常减压、加氢、 制氢、重油气化 |
电力(子) | 可控硅、模块散热、电子器件散热、 电机散热、变压器散热 |
动力 | 锅炉空气预热器、循环水冷却 |
冶金 | 高炉热风炉、冶炼炉、退火炉 |
交通 | 柴油机余热利用、蒸汽机车、汽车排气余热利用 |
轻工 | 粮食、食品烘干、热风炉、热定型机 |
民用 | 取暖器、干燥器 |
建材 | 隧道空炉、热风炉 |
类型
气—气式热管换热器 冷、热侧均是气体、热管两侧均焊有翅片,强化传热效果。
气—液式热管换热器 热侧为气体,冷侧为液体。
分离型热管换热器 热侧为气体,冷侧为一种或两种以上气体,冷、热侧距离可达
特性
热管换热器是热管元件的组合体,其主要特性有:
(1)传热性能好
冷、热流体均在管外流动,两侧均可肋化,肋化系数高达10以上。与管壳式相比,单位容积的传热面积大3~4倍,重量轻1~2倍,传热效率高,流阻低;
(2)冷、热面积比可调
冷、热面积比及结构形式都可以在设计时任意调整,自由布置,两侧互不牵连,这样就从结构上确保换热器能适用于温度、流量、清洁度相差悬殊的两种流体的传热,任何其他换热器均不具此特点。
(3)无交叉污染
冷、热流体可以安全隔开,无交叉污染,即使单支热管损坏,也不会造成泄漏,换热器仍能正常运转;
(4)运行安全可靠维修方便
每支热管系独立元件,容易拆卸、更换、运行安全可靠,维修方便。
