热能工程中热管技术应用研究

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1、热能工程中热管技术应用研究摘要：随着科学技术的不断发展，热能工程技术也不断革新的，与此同时，热能工程技术也遇到了前所未有的困难，那就是，高绝缘，高导热材料的研究和使用。在这种情况下，热管技术解决了这一问题。从水平的数量级的顺序,热管的热导率可高达105W/米•*,铝，木铜，银和其他金属的几百甚至几千倍。通过热管的技术中，不施加任何力从一个非常小的横截面面积的热管就可以远距离传输大量的热。目前，热管其出色的散热性能，可靠的工作条件获得热能工程的青睐。笔者针对热管技术关键以及热管技术在热能工程中的应用做了详细的探究，为热管研究人员提供了参考。关键词：热管技术关键点；航空航天工程；余热回收1

2、、热管在热能工程中的关键技术1.1均温技术主要是利用热管的等温性，将一个温度各处不相等的温度场变为一个温度各处都均匀的温度场。1.2汇源分隔技术通过使用热管将热源和冷源完全分隔开，从而完成热交换，并且分割距离的长短可以根据现场需要以及热管的性能进行决定，短则几十厘米，长则100m不等。在进行连续生产的项目中利用汇源分割技术意义非凡。1.3交变热流密度通过使用热管既可以实现在小面积输入热量，大面积输出热量，还可以实现大面积内输入热量，小面积输出热量。这样能够有效进行单位加热传热面积与单位冷却传热面积进行热流量的变换。交变热流密度在工程项目中有着非常重要的用途，如通过控制管壁温度预防露点腐

3、蚀。1.4热控制技术通过使用热阻能够变化的可变导热管进行传热控制，这样可以有效控制温度。通常情况下，利用热控制技术可以有效控制热源与冷源的温度。1.5单向导热技术在重力热管的理论下，可以实现热管的单向导热，此时的热管就是一个单项导热的零部件。单项导热技术通常可以使用在太阳能工程和冻土永冻工程等工程项目上。1.6旋流传热技术通过转动产生的离心力可以实现热管内的工作液体从冷凝段回流到蒸发段，或者依靠工作液体的位差实现回流。通常情况下，旋转传热技术可以用在高速钻头、电机轴等高速回转轴件等工程项目上。1.7微型热管技术微型热管与普通热管最大的不同在于微型热管的毛细力是存在于蒸汽通道旁边液缝弯月

4、面供给的，而不是吸液芯产生的。微型热管技术通常在半导体芯片、手提电脑的CPU散热、集成电路等工程项目。1.8高温热管技术高温热管内部的工作液体主要是液态金属，在工作状态下，金属造成的饱和蒸汽压相对较低，从而不会给高温下的热管制造高压。高温热管通常应用在核工程、高温热风炉、赤热体取热、太阳能电站等工程项目。2、热管技术在热能工程中的应用2.1热管技术在航空航天上的应用在航空航天工业中，各类航天器都面临着一个共同的难题，那就是航天器正对着太阳的部位温度特别高，而背对太阳的一侧温度又特别低，由于无法通过空气的对流完成气温的调节，因此这就导致两部分的温差高达300多摄氏度。在这样的情况下，利用

5、热管技术可以快速实现两部分温差的平衡。将热管安装到航天器中，面对太阳的一侧是蒸发段一侧,背对太阳的一侧是凝结段一侧。热管的蒸发段在面对太阳的一侧吸收了大量热量，其内部的工作介质蒸发后将热量传递到冷凝段，并在冷凝段释放热量再次形成液态工作介质流回蒸发段，然后再次进行循环。这样往复不停的循环就可以实现航天器两侧温度的平衡，从而避免因温差过大导致内部系统故障。2.2热管技术在铁路冻土路基上的应用在我国北方的某些地区，土壤常年处于冻土状态，每到初夏，温度升高，冻土层自下而上融化，这样就会形成翻涌导致铁路路基松懈，从而引发列车脱轨等严重交通事故。在这种情况下，使用低温热管就可以有效解决这个难题。

6、在使用低温热管的过程中，首先要将低温热管埋进冻土层。在寒冷的季节里，冻土的温度远高于空气的温度，此时热管内的液氨工质因吸收了冻土中的热而蒸发，氨蒸汽在压力差的作用下，不断流到管腔的上部，并在上部释放出汽化潜热，然后冷凝成液体后流回蒸发段，然后再在蒸发段蒸发成气体再次进行循环，这样，通过低温热管就可以将冻土中的热输送到大气中。在温暖的季节，空气的温度远高于冻土的温度，此时液氨蒸汽到达冷凝段后，由于外部温度较高，氨蒸汽不再冷凝，此时便会达到汽相和液相之间的平衡，液氨便不再蒸发，热管也就停止了工作，空气中的热量也不能传递到冻土之中。这样一来，冻土的温度一直保持着上面温度高，下面温度低的状态，

7、从而有效避免了翻涌现象的出现。2.3热管技术在炼焦炉余热回收工程中的应用通常情况下，炼焦炉排放出来的烟气温度较高，如果不能进行回收利用，将会造成极大的浪费。将热管安装到炼焦炉的烟囱内便可以有效吸收大量余热。首先，热管内的工作介质吸收烟囱内的热量后蒸发成气体后进入凝结段，在凝结段内完成热量释放后再次形成液态工作介质流回蒸发段，然后再次进行循环。通过凝结段释放出来的热量可以加热除盐水，由于热管传递的热量相当多，因此，除盐水被加热后可以产生大量的汽水