熱管工作原理及基本特性:
熱管是一種具有特高導熱性能的新穎傳熱元件。熱管起源于二十世紀六十年代的美國,1967年一根不銹鋼-水熱管**被送入地球衛(wèi)星軌道并運行成功。熱管理論一經(jīng)提出就得到了各國科學家的高度重視,并展開了大量的研究工作,使得熱管技術得以很快發(fā)展。熱管技術開始主要用于航天航空領域,我國自二十世紀70年代開始對熱管進行研究,自80年代以來相繼開發(fā)了熱管氣-氣換熱器、熱管氣-水換熱器、熱管余熱鍋爐、熱管蒸汽發(fā)生器、熱管熱風爐等各類熱管產(chǎn)品。由于碳鋼-水兩相重力式熱管結構簡單、價格低廉、制造方便、碳鋼-水相容性的基本解決,使得此類熱管在動力、化工、干燥、建材等領域內得以廣泛應用。
重力式熱管的基本工作原理如圖1所示,典型的熱管由管殼、外部擴展受熱面、端蓋組成,將管內抽成1.3×(10 -1 ~10 -4 )Pa的負壓后充入適量的工作液體,然后加以密封。
當熱管的蒸發(fā)段受熱時熱管內的工質蒸發(fā)汽化,蒸汽在微小壓差下流向冷凝段放出熱量凝結成液體,在重力的作用下流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)不已,熱量就由一端傳到了另一端。熱管的傳熱原理決定著熱管有以下基本特性:
a.較大的傳熱能力,熱管巧妙的組織了熱阻較小的沸騰和凝結兩種相變過程,使它的導熱系數(shù)高達紫銅導熱系數(shù)的數(shù)倍以*數(shù)千倍。
b. 優(yōu)良的等溫性,熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài),飽和蒸汽由蒸發(fā)段流向冷凝段的壓力差很小,因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。
c.不需要輸送泵以及密封潤滑不見,結構簡單無運動部件和噪音。一根長0.6m直徑13mm重0.34kg熱管在100℃工作溫度下,輸送200W能量,其溫降0.5℃,而輸送同等能量同樣長的實心銅棒重量為22.7kg,溫差高達70℃。
由熱管組成的熱管換熱器具有以下優(yōu)點:
a. 熱管換熱器可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體**分開,在運行過程中單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞,也只是單根熱管失效,而不會發(fā)生冷熱流體的摻雜。所以熱管換熱器用于易然、易爆、腐蝕等流體的換熱場合具有很高的可靠性。
b. 熱管換熱器的冷、熱流體**分開流動,可以比較容易的實現(xiàn)冷、熱流體的**逆流換熱;同時冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數(shù)遠高于管內流動的換熱系數(shù),且兩側受熱面均可采用擴展受熱面。用于品位較低的熱能的回收**經(jīng)濟。
c. 對于含塵量較高的流體,熱管換熱器可以通過熱管結構尺寸,擴展受熱面形式,以解決換熱器的磨損堵灰問題。
d.熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣的余熱回收時,可以通過調整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來調整熱管管壁溫度,使熱管盡可能避開**的腐蝕區(qū)域。
我公司承接熱管式**換熱器成套設備的設計、制造、安裝、調試任務,提供技術咨詢。