套管式热管换热器的原理和应用

　　第 1期20 0 9年 1月

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　　套管式热管换热器的原理和应用董洪峰。林艺红。师( .中国矿业大学化工学院，江苏徐州 1

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　　2 1 1;2 2 16 .福建三钢集团三明化工有限公司，福建三明

　　[中图分类号]T 1 [ K 1 5文献标识码]B[ 文章编号]10 9 3 (0 9 0 0 5 04- 9 2 2 0 ) 1- 0 3一o 2

　　将**的热管技术和热管换热设备应用于热能回收领域具有其他传统换热技术和设备无法比拟的独特优点，热管技术推动了热回收行业的技术进步，与此同时，热回收领域的许多难题及需

　　冷凝段，另一方面提供冷凝液回流的方式和动力。传统的热管研究常常根据热虹吸管的原理研究重力热管，而没有什么特殊的管芯，只是对管的内部进行一些清洗或是氧化处理。现在，越来

　　要又反过来促进了热管技术、热管产业的发展。 1热管的工作原理热管是一种充填了适量工作介质的真空密封

　　越多的科研机构致力于管芯结构的研究，尤其是毛细结构的管芯，例如丝网均匀管芯、槽道管芯和组合管芯。 热管中工质的选用要考虑到蒸汽运行的温度

　　容器，是一种高效传热元件，主要由管芯、管壳和工质组成。热管的制作过程是先将管密闭，抽成负压，在此状态下充人少量液体工质。热管的内壁有同心圆筒式的金属丝网 (其他多孔介或质),称为吸液芯，吸液芯内充满液体工质，当

　　范围，以及工质与管芯和管壳材料的相容性]问题。在合适的温度范围和相容性的前提条件下，还要根据热管内工质热流所受到的相关的各种热力学限制来选择工质的种类和充装量。这些限制有黏性限、声速限、毛细限、携带限和沸腾限等。

　　热量传人热管的蒸发段时，工作介质吸热蒸发流向冷凝段，在那里介质蒸汽被冷却，释放出汽化潜热，冷凝变成液体，然后在多孔吸液芯的毛细力或重力的作用下返回蒸发段，如此反复循环， 通过工质的相变和传质实现热量的高效传递…, 其工作原理

　　如图 1示。所热量

　　2热管的特性 ( )优良的导热性。由于热管以潜热形式进 1

　　行传热，以和银、铜、铝等金属相比，所单位重量的热管可传递几个数量级的热量。 ()具有低热阻的等温面。热管运行时， 2 冷凝段表面的温度趋向于恒定不变，如果局部加上热负荷，则有更多的蒸汽在该处冷凝，使温度又维持在原来的水平上；同样，蒸发段也存在等温面，热管工作时，管内蒸汽处于饱和状态，蒸汽流动和相变时的温差很小，而管壁和毛细芯比

　　较薄，所以热管的表面温度梯度很小，即表面的等温性好。

　　( )具有热流密度变换能力。热管中蒸发 3图 l热管工作原理示意图 管芯与工质是组成热管的*重要的两个部

　　和凝结的空间是分开的，因此可以实现热流密度变换，在蒸发段可用高热流密度输入，而在冷凝段可以用低热流密度输出。反之亦然。 ( )优良的热响应性 -。热管内部压力很 4 3

　　分。管芯一方面把工质液体分布到整个蒸发段和[收稿日期]2 0 -— 0 81 1 0 2[作者简介]董洪峰 ( 9 8 ) 18一，男，天津大学化工学院在读硕士研究生。

　　小，当蒸发端受热后，蒸汽就以近似于该温度下的音速前进。

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