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熱管換熱器的工作原理

荊門市盈華節(jié)能設(shè)備制造有限公司的系列產(chǎn)品，無(wú)機(jī)真空熱管換熱器、鍋爐煙氣余熱回收換熱器、無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱風(fēng)機(jī)、冷凝水預(yù)熱回收換熱器、熱管開水器等產(chǎn)品。應(yīng)用于化工、食品、紡織印染、建材、鋼材、木材加工、造紙、制藥等行業(yè)。

熱管換熱器的工作原理是在密閉的高度真空的管子或筒體內(nèi)壁鑲套著一層多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的吸液芯，浸滿液相工質(zhì)。外部熱源在蒸發(fā)段輸入熱量，使工質(zhì)蒸發(fā)、汽化。1、熱管換熱器可以通過(guò)換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開，在運(yùn)行過(guò)程中單根熱管因?yàn)槟p、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞時(shí)基本不影響換熱器運(yùn)行。蒸汽流向冷凝段進(jìn)行凝結(jié)，釋放出來(lái)的汽化潛熱送至外界。凝液縮進(jìn)吸液芯里面，靠毛細(xì)壓力的作用流回蒸發(fā)段，完成工質(zhì)的自動(dòng)循環(huán)。

熱管

熱管管內(nèi)汽-液交界面形狀,蒸氣質(zhì)量流量,壓力以及管壁溫度 T w 和管內(nèi)蒸氣溫度 T v 沿管長(zhǎng)的變化趨勢(shì).沿整個(gè)熱管長(zhǎng)度,汽-液交界處的汽相與液相之間的靜壓差都與該處的局部毛細(xì)壓差相平衡。

　　△ Pc(毛細(xì)壓頭—是熱管內(nèi)部工作液體循環(huán)的推動(dòng)力,用來(lái)克服蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段的壓力降

　　△ Pv,冷凝液體從冷凝段流回蒸發(fā)段的壓力降

　　△Pl和重力場(chǎng)對(duì)液體流動(dòng)的壓力降(△Pg可以是正值,是負(fù)值或?yàn)榱?視熱管在重力場(chǎng)中的位置而定)。

　　因此，△ Pc ≥ △Pl △ P v △ Pg是熱管正常工作的必要備件。

　(1)產(chǎn)生不凝性氣體 由于工作液體與管完材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不凝性氣體，在熱管工作時(shí)，該氣體被蒸汽流吹掃到?jīng)_凝段聚集起來(lái)形成氣塞，從而使有效冷凝面積減小，熱阻增大，傳熱性能惡化，傳熱能力降低甚至失效。

　　(2)工作液體物性惡化 有機(jī)工作介質(zhì)在一定溫度下，會(huì)逐漸發(fā)生分解，這主要是由于有機(jī)工作液體的性質(zhì)不穩(wěn)定，或與殼體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使工作介質(zhì)改變其物理性能，如烴類等有機(jī)工作液體易發(fā)生該類不相容現(xiàn)象。

　　(3)管殼材料的腐蝕、溶解 工作液體在管殼內(nèi)連續(xù)流動(dòng)，同時(shí)存在著溫差、雜質(zhì)等因素，使管殼材料發(fā)生溶解和腐蝕，流動(dòng)阻力增大，使熱管傳熱性能降低。當(dāng)管殼被腐蝕后，引起強(qiáng)度下降，甚至引起管殼的腐蝕穿孔，使熱管完全失效。3、熱二極管與熱開關(guān)性能熱管可做成熱二極管或熱開關(guān)，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許向相反的方向流動(dòng)。這類現(xiàn)象常發(fā)生在堿金屬高溫?zé)峁苤小?/span>

熱管制造

1 熱管零部件及其加工

　　熱管的主要零部件為管殼、端蓋(封頭)、吸液芯、腰板(連接密封件)四部分。不同類型的熱管對(duì)這些零部件有不同的要求。

2 管殼

　　熱管的管殼大多為金屬無(wú)縫鋼管，根據(jù)不同需要可以采用不同材料，如銅、鋁、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。管子可以是標(biāo)準(zhǔn)圓形，也可以是異型的，如橢圓形、正方形、矩形、扁平形、波紋管等。管徑可以從2mm到200mm，甚至更大。因此，△Pc≥△Pl △Pv △Pg是熱管正常工作的必要備件。長(zhǎng)度可以從幾毫米到l00米以上。低溫?zé)峁軗Q熱器的管材在國(guó)外大多采用銅、鋁作為原料。采用有色金屬作管材主要是為了滿足與工作液體相容性的要求。

3 端蓋

　　熱管的端蓋具有多種結(jié)構(gòu)形式，它與熱管舶連接方式也因結(jié)構(gòu)形式而異。端蓋外圓尺寸可稍小于管殼內(nèi)徑，配合后，管殼的突出部分可作為弧焊的熔焊部分，不必再填焊條，焊口光滑平整質(zhì)量容易保證。

　　旋壓封頭是國(guó)內(nèi)外常采用的一種形式，旋壓封頭是在旋壓機(jī)上直接旋壓而成，這種端蓋形式外型美觀，強(qiáng)度好、省材省工，是一種良好的端蓋形式。

4 吸液芯結(jié)構(gòu)

　　吸液芯是熱管的一個(gè)重要組成部分。吸液芯的結(jié)構(gòu)形式將直接影響到熱管和熱管換熱器的性能。近年來(lái)隨著熱管技術(shù)的發(fā)展，各國(guó)研究者在吸液芯結(jié)構(gòu)和理論研究方面做了大量工作，下面對(duì)一些典型的結(jié)構(gòu)作出簡(jiǎn)略的介紹。