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　　Foodjx導(dǎo)讀：熱管的工作原理：熱管是一種充填了適量工作介質(zhì)的真空密封容器,是一種傳熱元件,主要由管芯、管殼和工質(zhì)組成。熱管的制作過程是先將管密閉,抽成負(fù)壓,在此狀態(tài)下充入少量液體工質(zhì)。
　　
　　熱管的內(nèi)壁有同心圓筒式的金屬絲網(wǎng)（或其他多孔介質(zhì)）,稱為吸液芯,吸液芯內(nèi)充滿液體工質(zhì),當(dāng)熱量傳入熱管的蒸發(fā)段時(shí),工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)流向冷凝段,在那里介質(zhì)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(xì)力或重力的作用下返回蒸發(fā)段,如此反復(fù)循環(huán),通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞。
　　
　　管芯與工質(zhì)是組成熱管的zui重要的兩個(gè)部分。管芯一方面把工質(zhì)液體分布到整個(gè)蒸發(fā)段和冷凝段,另一方面提供冷凝液回流的方式和動(dòng)力。傳統(tǒng)的熱管研究常常根據(jù)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(duì)管的內(nèi)部進(jìn)行一些清洗或是氧化處理。現(xiàn)在,越來越多的科研機(jī)構(gòu)致力于管芯結(jié)構(gòu)的研究,尤其是毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管芯,例如絲網(wǎng)均勻管芯、槽道管芯和組合管芯。
　　
　　熱管中工質(zhì)的選用要考慮到蒸汽運(yùn)行的溫度范圍[2],以及工質(zhì)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(jù)熱管內(nèi)工質(zhì)熱流所受到的相關(guān)的各種熱力學(xué)限制來選擇工質(zhì)的種類和充裝量。這些限制有黏性限、聲速限、毛細(xì)限、攜帶限和沸騰限等。
　　
　　熱管的特性
　　
　　（1）優(yōu)良的導(dǎo)熱性。由于熱管以潛熱形式進(jìn)行傳熱,所以和銀、銅、鋁等金屬相比,單位重量的熱管可傳遞幾個(gè)數(shù)量級(jí)的熱量。
　　
　　（2）具有低熱阻的等溫面。熱管運(yùn)行時(shí),冷凝段表面的溫度趨向于恒定不變,如果局部加上熱負(fù)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(shí),管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài),蒸汽流動(dòng)和相變時(shí)的溫差很小,而管壁和毛細(xì)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。
　　
　　（3）具有熱流密度變換能力。熱管中蒸發(fā)和凝結(jié)的空間是分開的,因此可以實(shí)現(xiàn)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。
　　
　　（4）優(yōu)良的熱響應(yīng)性。熱管內(nèi)部壓力很小,當(dāng)蒸發(fā)端受熱后,蒸汽就以近似于該溫度下的音速前進(jìn)。
　　
　　（5）熱管的結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、維修方便。
　　
　　（6）熱管沒有運(yùn)動(dòng)部件,運(yùn)行可靠,使用壽命長。
　　
　　套管式熱管換熱器的工作原理及特性
　　
　　套管式熱管換熱器結(jié)構(gòu)為兩不等徑的圓管同心相套,又稱其為徑向熱管,這是因?yàn)槠錈崃總鬟f方向?yàn)閺较颉．?dāng)外管外側(cè)為高溫側(cè),內(nèi)管內(nèi)側(cè)為低溫側(cè)時(shí),處于真空狀態(tài)的套管間隙內(nèi)熱側(cè)工質(zhì)受熱汽化膨脹,與冷側(cè)工質(zhì)形成高速對(duì)流并在冷側(cè)凝結(jié),即當(dāng)熱量傳入熱管的外管時(shí),工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā),流向冷側(cè),在那里介質(zhì)蒸汽被冷卻,釋放出汽化潛熱,冷凝變成液體,然后返回?zé)醾?cè),如此反復(fù)循環(huán),通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞。
　　
　　套管式熱管換熱器除了具有常規(guī)重力式熱管換熱器的特性外,還具有以下特點(diǎn)。
　　
　　（1）熱量傳遞方向可以雙向進(jìn)行,既可以由外向內(nèi)傳遞,也可以由內(nèi)向外傳遞;而常規(guī)重力式熱管只能由蒸發(fā)段傳向冷凝段,不能反向傳遞。
　　
　　（2）工作時(shí)相對(duì)重力場方向可以任意擺放,由垂直到平行角度任意;而常規(guī)重力式熱管不能垂直于重力場方向工作。
　　
　　（3）由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的路程比常規(guī)重力式熱管有極大的縮短,傳熱系數(shù)增大,所以其兩側(cè)熱阻很小,溫差相應(yīng)也很小。
　　
　　（4）由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的橫截面積比常規(guī)重力式熱管有極大的增加,兩側(cè)單位面積的熱負(fù)荷可以很大;沒有常規(guī)重力式熱管的音速極限、攜帶極限,更無毛細(xì)極限和沸騰極限。