热管技术及其工程应用

热管技术及其工程应用热管的传热极限声速极限：热管管内蒸汽流动，由于惯性力的作用，在蒸发端出口处蒸汽速度可能达到声速或者超声速，而出现堵塞现象，这时的最大传热量被称为声速极限。

毛细极限：热管正常工作的必要条件是△P cap ≥△P v +△P l ±△P g 。

如果加热量超过了某一数值，由毛细力作用抽回的液体就不能满足蒸发所需的量，于是便会出现蒸发段的吸液芯干涸，蒸发段管壁温度剧烈上升，甚至出现烧坏管壁的现象，这就是所谓的毛细传热极限。

沸腾极限：热管蒸发段的主要传热机理是导热加蒸发。

当热管处于低热流量的情况下，热量的一部分通过吸液芯和液体传导到汽-液分界面上，另一部分则通过自然对流到达汽-液分界面，并形成液体的蒸发。

如果热流量增大，与管壁接触的液体将逐渐过热，并会在核化中心生成气泡。

中心生成气泡。

热管工作时应避免气泡的生成，热管工作时应避免气泡的生成，热管工作时应避免气泡的生成，因为吸液芯中一旦形成气泡后，因为吸液芯中一旦形成气泡后，因为吸液芯中一旦形成气泡后，如果不能顺如果不能顺利穿过吸液芯运动到液体表面，利穿过吸液芯运动到液体表面，就将引起表面过热，就将引起表面过热，就将引起表面过热，以致破坏热管的正常工作。

以致破坏热管的正常工作。

以致破坏热管的正常工作。

因此将热管因此将热管蒸发段在管壁处液体生成气泡时的最大传热量称作沸腾传热极限。

粘性极限：当蒸汽的压力由于粘性力的作用在热管冷凝段的末端降为零，如液态金属热管，在这种情况下，在这种情况下，热管传热极限将受到限制，热管传热极限将受到限制，热管传热极限将受到限制，热管的工作温度低于正常温度时将遇到这种热管的工作温度低于正常温度时将遇到这种极限，它又被称为蒸汽压力极限。

携带极限：当热管中的蒸汽速度足够高时，液汽交界面存在的剪切力可能将吸液芯表面液体撕裂将其带入蒸汽流。

这种现象减少了冷凝回流液，限制了传热能力。

以下就以氨为工质展开五种传热极限的相关计算，氨的物性参数如下表所示：例：工质氨的热管，直径φ=3mm,=3mm,壁厚壁厚d =0.3mm,=0.3mm,长度长度L=300mm L=300mm，工作温度，工作温度240K,有效长度eff l 为150mm 150mm。

关于热管技术在热能工程中的应用摘要：热管的应用越来越广泛，热管技术也受到越来越多的人们重视热管技术发展到现在，在热能工程中取得了很大的成效并与热能工程技术相互促使彼此不断发展本文将对热管技术的基础知识及其在热能工程中的应用作出介绍，以望能对热管技术及热能工程的研究者有所帮助。

关键词：热管技术；热能工程；应用1热管简析1.1热管的基本结构热管有三个主要组成部分管壳、吸液管（管芯）、与液体管壳一半采用不锈钢、铜、碳钢等金属材料作为主要材料热管是一种封闭式结构，能够承受极大压力吸液管紧贴管壁，通常由孔多毛细的结构材料构成工作液体存在于热管的内部空腔，是工作状态卜传递热量的介质工作液体一般有甲醇、丙醇、水、氨等，不包括管内可能存在的空气或者其他杂物工作液体在工作时处于液体与气体两种状态，一般在热管处于真空状态时被填充进去。

1.2热管的工作原理根据热管的状况可分为三个工作段：蒸发、冷凝、绝热在工作时外部的热量致使蒸发段和内部的液体温度升高继而蒸发，此时蒸发段的气压会迅速升高，当气压升高到饱和蒸发压时热量将会通过潜热的形式传递给蒸汽在这个工作过程中，由于蒸发段的饱和蒸汽压不断的升高，导致冷凝段的气压远低于蒸汽段的气压，这时蒸汽就会从蒸汽通道流向冷凝段，继而在冷凝段发生冷凝放出潜热放出的潜热会通过吸液管与热管管壁将热量传递至管外，如此一来就完成了无外力作用的热传统过程液体释放完热量后将会沿吸液管回流，最终返回到蒸发段，再继续进行卜一次的热传递在这个过程不断反复卜热量将不断的从蒸发段传递至冷凝段在这个过程中，绝热段将起到三点作用：为流动液体提供通道；将冷凝段与蒸发段完全区隔开；确保热管热量失散到外界绝热段的这三点作用有效地保证了热量的传递。

1.3热管技术的特点热管技术与常规换热技术相比具有以卜特点：1.3.1传热效率高热管式热转换器的传热单元，导热性强热管与铜、铝、银等金属相比，同重量状态卜能够多传递几个数量级的热量并且热管换热器的效率一般都在80%以上，能够有效利用形式多样、数量巨大的地热能、太阳能、工业废热等进行能源的回收。

浅谈热管技术在热能工程中的应用摘要：热管技术越来越得到人们的重视,热管的应用也日益广泛。

本文首先介绍了热管的基本组成及工作原理，然后分析了热管在热能工程中应用的技术关键，最后阐述了热管技术在热能工程中的应用。

关键词：热管技术；热能工程；应用中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：热管是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置，由于它具有超常的热传导能力，而且几乎没有热损耗，因此它被称作传热超导体，其导热系数为铜的数千倍。

热管是一种新型的高效传热元件，最早应用于航天领域，由于其具有极好的传热性能、结构简单、工作可靠、使用寿命长等优点，被迅速推广应用于电子电器、机械设备的冷却等方面。

近 10 多年来热管技术在在热能工程中的应用受到特别重视。

1 热管的基本组成及工作原理1.1 热管的基本组成热管是由管壳、管芯(或称吸液管)和工作液体三部分组成。

管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器，内部空腔具有较高的原始真空度。

管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成，它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。

工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。

工作液体是热管工作时传递热量的工作介质，一般有水、氨、甲醇、丙酮、r-21、r-113等，其中水的工作范围为45~210℃。

工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态，它是在热管处于真空状态下被充入，并填满毛细材料中的微孔，然后予以密封的。

1.2 热管的工作原理如果将热管的一端加热，另一端冷却，中间一段用某种材料绝热起来，此时，管内将开始两相传热过程。

由于蒸发段被加热而工质蒸发，此时所输入的热量作为蒸发潜热被吸收；又由于热管内预先进行了除气处理(抽真空)，所以充装的工质(液体)容易发生沸腾，蒸发段和冷凝段(热管的两端)存在温差，因而产生压差(蒸气)，蒸气乃从蒸发段流向冷凝段。

因为热管内的蒸气是在其温度下的饱和蒸气，所以由于冷却，在冷凝段的蒸气容易凝结并放出潜热，而还原成液体。

浅谈热管技术在热能工程中的应用热管是由管壳、管芯（或称吸液管）和工作液体三部分组成。

管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器内部空腔具有较高的原始真空度。

管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。

工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。

工作液体是热管工作时传递热量的工作介质一般有水、氨、甲醇、丙酮、R-21、R-113等，其中水的工作范围为45~210℃。

工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态它是在热管处于真空状态下被充入并填满毛细材料中的微孔然后予以密封的。

2 热管的工作原理热管一端为蒸发段中间一段为绝热段（即与外界无热交换），另一端为冷凝段。

当蒸发段受热时毛细材料中的液体蒸发产生蒸汽流向另一端冷凝段。

冷凝端由于放热冷却使蒸汽又凝结成液体，液体再沿毛细多孔材料流回蒸发段，如此不断循环将热量从一端传到另一端。

从热管内部的工作过程来看也对应分成三个工作段即汽化段、输运段和放热凝结段。

利用这种原理工作的热管称为毛细管式热管。

另有一种重力式热管又称为两相热虹吸管，重力热管是热能工程中应用最广泛的一种热管。

它可以不用管芯，而是利用凝结段液态工质自身重力沿热管内壁下流到蒸发段（汽化段）。

3 热管技术在热能工程的应用3.1用高温热管蒸汽发生器取代余热锅炉在小氮肥生产中余热回收利用。

3.1.1小氮肥厂生产中用高温热管蒸汽发生器能克服常规余热锅炉的缺点。

氮肥厂造气工艺均以焦炭为原料在煤气发生炉中以富氧空气加水蒸气为气化剂，连续产生750~950℃的高温半水煤气，经过热交换器使半水煤气的温度降至250℃以下，进入后续工艺。

如何利用煤气工段高温半水煤气的余热是节约能源、降低氮肥成本的关键。

常规的方法是采用余热锅炉，煤气走管程，水、汽走壳程，只能产生0.3MPa以下的低压蒸汽，无法满足后续工艺中使用的蒸汽，同时，由于半水煤气成份复杂，含有大量的水蒸气、CO、CO2、N2、H2、O2、CH4及少量的H2S且温度高、含尘量大、飞灰粒度大，易造成换热器的磨损、腐蚀，再加上热应力也容易引起管板和管子的损坏，这些都将严重影响生产和安全。

热管技术在热能工程中的应用分析摘要：本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用，重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。

通过对热管技术的分析和研究，本文发现热管技术具有高效、环保等优点，在热能工程中具有广泛的应用前景。

然而，热管技术也存在一些技术和管理上的挑战，需要进一步完善和发展。

关键词：热管技术；热能工程；应用分析一、引言热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术，具有高效、环保等优点。

在热能工程中，热管技术可以应用于各种场合，如余热回收、空调制冷、电子散热等。

本文旨在探讨热管技术在热能工程中的应用，重点关注热管技术的原理、特点以及在热能工程中的应用优势和局限性。

二、热管技术的原理和特点热管技术是一种利用相变传热原理进行热量传递的技术。

其基本原理是，在密闭的管子内充入一定量的工质，当管子的一端受热时，工质吸收热量蒸发成气体，气体在压差的作用下流向另一端，并在该端放出热量冷凝成液体，液体再通过毛细作用流回受热端，如此循环往复，实热量的传递。

热管技术具有以下特点：（1）高效性热管技术的传热效率非常高，可以达到90%以上，远高于传统的传热方式。

这是因为热管技术利用相变传热原理，使热量在传递过程中损失较小，从而提高了传热效率。

此外，热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的，减少了外部环境对传热过程的影响，也提高了传热效率。

（2）环保性热管技术在传递热量的过程中无需消耗额外的能源，是一种环保的传热方式。

这是因为热管技术利用相变传热原理进行热量传递，无需额外的能源驱动，减少了能源消耗和环境污染。

此外，热管技术的传热效率高，可以减少能源浪费和环境污染。

（3）灵活性热管技术可以应用于各种场合，如余热回收、空调制冷、电子散热等。

这是因为热管技术的传热原理简单，可以根据不同的应用场景进行定制化的设计和制造。

此外，热管技术的传热效率高，可以适用于不同的传热量和传热距离的需求。

（4）可靠性热管技术的传热过程是在密闭的管子内进行的，不易受到外部环境的影响，具有较高的可靠性。

热管技术原理、性能及应用热管概述：热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管原理：热管利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。

热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。

管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。

热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。

这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

基本工作过程:典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1．3×(10负1－－－10负4)Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。

管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。

当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。

如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。

热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：(1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－－－汽）分界面；(2)液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发；(3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；(4)蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结：(5)热量从（汽－－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源：(6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

基本特性:热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，具有以下基本特性。

热管技术在热能工程中的应用探究在科学技术不断发展的今天，热管技术的应用也更加普遍，受到了人们的广泛关注，在各个领域中都取得了很大的成就。

本文主要是对热管技术在热能工程中的应用做出简单的探究，从热管的组成部分、工作原理以及分类等方面出发，对热管技术的应用情况作出一系列的分析，为以后进一步的使用提供参考。

标签：热管技术；热能加工；应用0 引言热管一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成，它的工作过程是由液体的蒸发、蒸汽的流动、蒸汽的凝结和凝结液的回流组成的闭合循环。

这种结构使热管能够处于一种封闭的状态，并且能够承受外界较大的压力，同时保证了内部结构的稳定。

热管技术现已广泛地应用于宇航、电子、动力、化工、冶金、石油、交通等许多部门，是一种新型的传热元件。

1 热管的工作原理根据热管的传热状况，可以将热管的工作过程分为蒸发段、输送段、凝结段三个工作阶段。

当热源對热管的一端进行加热时，工作液受热沸腾而蒸发，蒸气在压差的作用下高速地流向热管的另一端，在另一端放出潜热而凝结。

凝结液在吸液芯毛细抽吸力的作用下，从冷端返回热端。

如此反复循环，热量就从热端不断地传递到冷端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

在热量进行传递的过程中，要将两个部分的传递划分开来，这样做的好处是能够保证热量的有效传递，确保它在传递的过程中不会发生过多的热量损失。

2 热管的分类热管的类型很多，通常按照不同的划分标准有不同的分类方式。

按工作温度划分，热管一般分为极低温热管（工作温度低于-200℃）、低温热管（工作温度在-200℃～50℃）、常温热管（工作温度在50℃～250℃）、中温热管（工作温度在250℃～600℃）、高温热管（工作温度高于600℃）。

按工作液回流的原理划分，热管一般分为内装有吸液芯的有芯热管、两项闭式热虹吸管、重力辅助热管、旋转热管。

按形状划分，热管一般分为管形、板形、室形、L形、可弯曲形等。

3 热管技术的特点（1）安全性。

热管技术及其工程应用
热管技术是空气压缩器的现代化技术，它是一种新型的节能和环境保护技术，具有结构简单、体积小、可靠性高等优点。

热管技术可以用来生产多种温度不同的空气压缩机，以满足客户的不同需求。

热管技术的工作原理是在高温条件下利用金属热管发挥其能量
转移的作用，通过热管内壁的热能传输，实现空气压缩机蓄热，把空气转变成较高压力的低温空气。

热管技术的应用非常多，它可以用在空调压缩机、冷却器和加热器等应用领域，其中，最常用的就是空调压缩机，它可以将空气从一端压缩到另一端，达到加热和冷却的效果。

此外，热管技术可以用在工业或者冶金等行业中，用来冷却或加热水，以便进行进一步的处理。

热管技术具有节能、高效、稳定性等优点，可以有效提高生产效率。

相比传统技术，热管技术工作效率更高，耗电量较低，更加环保。

此外，它的结构简单，体积小，可靠性高，可以有效满足客户的需求。

总的来说，热管技术是一种新型的节能和环保技术。

它具有节能高效、体积小、可靠性高等优点，目前已经广泛应用于空调压缩机、冷却器和加热器等多种领域，并可以为用户提供高质量的产品和服务，从而满足客户的需求。

随着科学技术的发展，热管技术将会发挥更大的作用，同时也将会持续研发出更多能够满足客户需求的新型热管产品。

我们相信，未来热管技术在不断推进中将会引领着更高水平的节能和环保技术，为社会发展和经济发展做出更大的贡献。

浅议热管技术及其在热能工程中的应用热管技术现在运用的越来越频繁，本文对热管的基本组成，热管的工作原理，以及热管的分类和热管在应用的过程中，所要解决的技术关键做了详细的分析，并且对热管技术在热能工程的应用进行了分析和研究，给以后的热管研究提供了参考。

随着科学技术的发展越来越快，热能工程的发展也是与日俱进，热管技术也投入到了应用。

热管的导热系数非常高，是铝、银等金属的上千倍。

如果使用热管技术，热管的截面非常的小，并且不需要加入任何的动力就可以让巨大的热能，进行传输。

因此，热管在热能工程的应用越来越广泛。

热管的组成和原理1.1.热管的组成典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×（10负1－－－10负4)Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。

管的一端为蒸发段（加热段)，另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要在两段中间可布置绝热段。

当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。

如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。

热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：1.1.1.热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－－－汽）分界面；1.1.2.液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发；1.1.3.蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；1.1.4.蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结：1.1.5.热量从（汽－－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源：1.1.6.在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

1.2.热管的原理在加热热管的蒸发段，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。

这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。

Heat pipe Technology and Engineering Application北京交通大学机电学院热能与动力工程系热管种类工作介质相容材料工作温度/℃低温热管氨铝，低碳钢，不锈钢-60100常温热管丙酮铝，铜，不锈钢0120甲醇铜，碳钢，不锈钢12130水铜，内壁经化学处理的碳钢30250中温热管联苯碳钢，不锈钢147300导热姆A铜，碳钢，不锈钢150395汞奥氏体不锈钢250650高温热管钾不锈钢4001000钠不锈钢，INCONEL合金5001200银钨，钽18002300一．当今传热工程面临两大问题：具有良好导热性的材料有铝λ＝202W/m??℃、柴铜λ＝385W/ m??℃、和银：λ＝410W/ m??℃，但其导热系数只能达到102W/m??℃的数量级，远不能满足某些工程中的快速散热和传热需要，热管的发明就解决了这一问题。

热管的相当导热系数可达105 W/m??℃的数量级．为一般金属材料的数百倍乃至上千倍。

它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。

由于热管具有导热性能好、结构简单、工作可靠、温度均匀等良好性能．热管是传热领域的重大发明和科技成果，给人类社会带来巨大的实用价值。

热管的发展史· R.S.Gaugler1944·1962L.TrefethenGaugler·1967-· 1970· 1980Q-Dot· 1984Cotter7019 7319761978此后1981年在英国伦敦，1984年在日本筑波1987在法国格林贝尔，1990年在前苏联明斯克，1992年在中国北京，1995年在美国新墨西哥州，1997在德国斯图加特，1999年在日本东京，2002年在俄罗斯莫斯科，2004年在中国上海分别召开了第四至十三届国际热管会议；除此之外，中日双方从1985年至1994年分别召开了四届双边及多边热管技术研讨会；1996年在澳大利亚墨尔本召开的多边会议正式发展为1970197612780-198719918130th1983.1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液A traditional heat pipe is a hollow cylinder filled with a vaporizable liquid. A.Heat is absorbed in the evaporating section.B.Fluid boils to vapor phase.C.Heat is released from the upper part of cylinder to the environment vapor condenses to liquid phase.D.Liquid returns by gravity to the lower part of cylinder evaporating section.:FromHeat Pipes for Dehumidification除湿气二. 热管的工作过程在这一热量转移的过程中，具体包含了以下六个相互关联的过程：（1）热量从热源通过热管管壁和充满工作液的吸液芯传递到液-气分界面；（2）液体在蒸发段的液-气分界面上蒸发；（3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流向冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段内的液-气分界面上凝结；（5）热量从液-气分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；（6）在吸液芯内由于毛细作用（或重力等）是冷凝后的工作也体回流到蒸发段。

热管技术可以应用到哪些领域？上个世纪70年代开始，热管技术发展迅猛。

当时，我国能源的综合利用水平较低，因此，我国的热管研究及开发重点转向节能及能源的合理利用。

现如今，热管技术已经在各行各业得到了广泛的应用，而各领域节能的需求又推动了热管技术的理论和应用研究的发展。

经过多年的发展，热管技术已经从衣食住行到航天航空，可以说已经实现了各领域的应用覆盖。

那么，热管技术具体可以应用到哪些领域呢？1、冻土地区的应用：2006年7月，青藏铁路正式通车，全长1956公里。

这段铁路海拔高、冻土区长、冻土层厚、条件恶劣。

在铁路修建过程中，冻土的存在对铁路的修建是一个很大的难题。

外界环境升温时冻土融化下沉，路基也会随着下沉；外界环境降温时，路基冷冻时又会上升；这一升一降对铁路轨道是一种潜在的灾祸。

这个时候，热管技术就很好的解决了这个问题，此时的热管就相当于自动的“空调”，天冷时升温，天热时降温，能够稳固冻土的形态。

2、冶金、化工、动力及陶瓷等工业领域的应用工业中，尤其是有锅炉应用的行业，利用热管技术，能够大大的提升锅炉的工作效率，同时还降低能耗。

现如今，碳达峰、碳中和的双碳政策已上升到国家规划层面，节能减排也不再是个口号。

例如在排烟管道中安装热管余热装置，将排出的热量进行回收再利用，这样就能够提高能源的利用率，既节能减排又安全环保，还能为企业节省能源投入成本。

（大连中化项目）3、电力电子设备领域的应用自改革开放以来，我国经济得到迅猛发展。

大型商场、超市、写字楼、连锁酒店等建筑已经成为了人们工作或生活中的一部分，而其中的中央空调也成为不可或缺的设施。

中央空调中应用到的热管技术，无噪音免维修，使用寿命长，节约水资源和相关的辅助设备投资，投资回报周期短；长远来看，不仅符合国家的双碳政策，而且对企业的成本起到节省作用。

（优联医院热回收机组项目）4、航天航空领域的应用热管技术在航天领域也有着非常重要的应用，而航天领域在热管的各方面性能上又有着非常高的要求和标准，也促进了热管技术的发展。

热管技术及其工程应用热管技术是一种先进的节能技术，它可以有效地降低用电量，减少能源消耗，从而改善和保护环境。

它的应用范围涉及汽车、建筑、制冷、供热、热水系统等多个领域，能有效改善能效，减少污染物的排放，提高能源利用率。

热管技术最早出现在20世纪50年代。

当时，它主要用于电力行业，以减少电力消耗。

随着科学技术的发展和人们对节能的重视，热管技术和热管工程得到了越来越多的应用。

汽车行业首先采用热管技术，其最突出的特征是体积小、重量轻、效率高。

它不仅可以减少发动机油耗，而且可以缩短发动机运行时间，减少排放，提高汽车性能。

热管技术还可以用于汽车空调系统，改善车辆内部环境，减少空调系统的耗电量。

在建筑行业中，热管技术的应用更加广泛。

它可以用于采暖和供热系统，可以改善房间的温度和湿度，减少用电量，延长设备的使用寿命。

热管技术还可以用于室外温控，改善外部建筑的热损失，保持室外环境的舒适度，减少能耗。

另外，热管技术也可以用于电子行业，如制冷系统、激光器、半导体芯片等。

它可以有效控制芯片的温度，降低元器件损坏的可能性，提高制冷系统的效率，减少制冷剂的排放量。

此外，热管技术在工业过程中也有重要应用。

热管可以有效控制工业设备的温度，维持运行环境的稳定，减少能源消耗，降低污染物排放。

比如，在石油化工、电镀、液体冶炼等领域，采用热管技术可以减少热能损失，提高能效，节约能源。

热管技术已经成为节能减排的重要解决方案。

热管工程应用可以大大减少用电量，同时还可以改善效率，提高能效，改善和保护环境，是21世纪最受欢迎的技术之一。

因此，决定采用热管技术的话，必须找到一个有经验的热管工程商来为系统定制布线方案，确保热管工程的顺利实施，实现节能减排的目标。

只有通过广泛采用热管技术和热管工程，才能推动绿色能源发展，实现节能减排，建设绿色家园。

总之，热管技术和热管工程的应用使能源资源有效利用，推动绿色能源发展，保障环境的健康发展，为构建美丽家园作出贡献。

新型热管技术的研究和应用一、概述热管技术是利用表面张力和毛细作用力等现象，使工质在全封闭管路中形成循环流动，从而完成热能的传递、热量的分配和热平衡调节等功能。

与传统的导热材料相比，热管具有热容量小、传热速度快、体积小、重量轻、结构简单、适应范围广等特点，被广泛应用于各领域。

随着科技的进步和社会需求的不断提高，热管技术也出现了新的变化和发展。

本文将重点介绍新型热管技术的研究和应用。

二、新型热管技术的分类根据实际应用需求和工作原理，新型热管技术可分为多种类型。

常见的有：膨胀热管、弯曲热管、振动热管、旋转热管、消声热管、纳米热管等。

每种类型的热管技术都有其独特的优点和适用范围，在不同领域都有着广泛的应用。

三、新型热管技术的应用1.膨胀热管：膨胀热管利用介质的膨胀性质，通过强制控制工质的蒸发和凝结位置，实现热传递。

其优点是传热快、适应范围广、重量轻、稳定性高等。

在航空航天、军事、电子元器件等领域都有着广泛应用。

2.弯曲热管：弯曲热管是传统热管的一种改进类型，其内部有多个角度变化，可有效地增加传热面积，提高传热效率。

弯曲热管广泛应用于电子设备、机械、化工等领域，具有卓越的性能和可靠性。

3.振动热管：振动热管是利用振动作用促使工质快速循环，实现传热的新型热管技术。

振动热管具有传热速度快、节能、体积小等优点，已在汽车制造、航空航天、船舶制造等领域得到广泛应用。

4.旋转热管：旋转热管是在热管内部加入转子，通过旋转的作用改变热管内部的重力场，从而实现热传递。

旋转热管具有结构简单、传热量大、适应范围广等优点，已在船舶、军工、电子等领域得到广泛应用。

5.消声热管：消声热管是通过热管技术引入消声器的原理，将声波吸收材料填充在热管内部，实现声音的吸收和传热的同时。

消声热管在航空航天、汽车、建筑等领域被广泛应用。

6.纳米热管：纳米热管是在热管内部针对材料的微观结构进行优化，以提高传热效率的热管技术。

纳米热管具有传热快、储能高、重量轻等优点，已在新型电子器件、高能物理实验等领域得到了广泛应用。

热管技术及其工程应用(1)Heat pipe Technology and Engineering Application什么是热管？热管从何而来？有什么作用？热管工作的原理是什么？有何特性？热管跟普通的“管”有什么区别？什么是热管换热器？常见的热管有哪些种类？如何设计热管换热器？我们日常生活中有哪些场合使用了热管换热器？热管换热器的研究发展前景如何？第一章绪论一．热管换热器的研究背景当今传热工程面临两大问题：研究高绝热材料和高导热材料。

具有良好导热性的材料有铝[(λ＝202W/m•℃)]、柴铜[λ＝385W/ m•℃]、和银：λ＝410W/ m•℃)]，但其导热系数只能达到102W/m•℃的数量级，远不能满足某些工程中的快速散热和传热需要，热管的发明就解决了这一问题。

热管的相当导热系数可达105 W/m•℃的数量级．为一般金属材料的数百倍乃至上千倍。

它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。

由于热管具有导热性能好、结构简单、工作可靠、温度均匀等良好性能．热管是传热领域的重大发明和科技成果，给人类社会带来巨大的实用价值。

热管的发展史· 热管的原理首先是由美国俄亥俄州通用发动机公司的R.S.Gaugler于1944年在美国专利中提出的。

· 1962年L.Trefethen再次提出类似于Gaugler的传热元件用于宇宙飞船，但因这种建议并未经过实验证明，亦未能付诸实施。

· 1967年一根不锈钢-水热管首次被送入地球卫星轨道并运行成功，从此吸引了很多科学技术工作人员从事热管研究。

· 1970年在美国出现了供应商品热管的部门，热管的应用范围从宇航扩大到了地面。

· 1980年美国Q-Dot公司生产了热管废热锅炉，日本帝人工程公司也成功地用热管做成锅炉给水预热器，解决了排烟的露点腐蚀问题。

· 1984年Cotter较完整地提出了微型热管的理论及展望，为微型热管的研究与应用奠定了理论基础。

热管技术在热能工程中的应用摘要：随着我国社会经济建设的进步与发展，进一步地推动科学技术的进步，尤其是在热能工程之中，热管技术得以广泛地应用与普及，人们越来越重视热管技术的应用。

热管技术以其良好的导热性能广泛地应用于热能工程之中。

本文主要对热管技术在热能工程中的应用加以分析与探讨。

关键词：热管技术；热能工程；应用热管由于在媒介之中的热能传递速度较快，因此不仅具有良好的导热性能，而且不会造成热量的损耗，也可以将其称之为传热超导体，不但使用寿命长，而且具有良好的导热性能与安全性，被作为传热设备广泛地应用于各个领域，特别是在热能工程之中的运用，推动与促进热能工程的可持续发展。

一、热管技术的工作原理在加热热管的过程中，其会释放出大量的热量，内部同时会出现大量的蒸汽，而且热管内部的热量会被蒸汽所带走。

在经过一段时间之后，在遇冷之后蒸汽则会转变为液态，在液化中则会释放出大量的热量。

在管芯的作用下，液态物质则会重新回流至蒸发段，整个过程则属于闭合的路线，在管内蒸汽进行无线的循环，确保热量可以由加热段传递至散热段。

倘若竖直摆放热管，加热段则位于下层，而冷却段则位于上层，无需管芯提供作用力，液体能够在重力的作用之下进行回流，也可以将此种热管称之为热虹吸管，在热能工程之中热虹吸管得以广泛地应用与普及。

如图1所示：1-管壳 2-管芯 3、4-工作液体图1热管工作原理图二、热管技术的主要特征（一）具有较强的适应性一般来说，比较容易控制的位置在热管的冷凝结构以及加热段的位置，从而可以分离热源。

与此同时，热管的换热设备的受热部分以及放热部具有灵活的结构设置，能够对热源的分离距离进行有效的控制，从而符合实际的需求。

针对于热源的分离距离来说，相对比较宽泛，一般大的距离甚至可以达到100cm以上，而小的距离则仅仅有几十厘米，从而可以确保不会泄露冷热液体。

就温差变化方面来说，热管具有良好的适应力，能够有效地控制好平衡温差。

（二）具有较高的传输热量效率作为一种传热介质，较之其他的金属，热管具有较高的传输热量的效率。

浅议热管技术及其在热能工程中的应用摘要：随着人类对资源的开发和利用，传统能源逐渐减少，将热管技术应用于热能工程，不但可以实现热能的有效流动，而且还可以节约大量的能量，从而实现节约能源的目的。

尽管这样，大力推行热管技术还存在着技术上的难题，这就需要科研人员继续加大科学研究的力度，解决热管技术的难题，不断推动热管技术的快速发展。

因此本文重点就热管工艺的优势和操作原理展开深入剖析，对热管工艺在热能领域中的实际运用做以梗概性阐释。

关键词：热管技术；热能工程；应用1、热管技术工作原理及特征1.1热管技术工作原理依据热管的传热情况，可把其作业流程划分成蒸发时期、传输时期、凝结时期三个作业时期。

在热管的一侧被热源实施加热时，工作液会受此蒸发，形成的气体的压差的影响下迅速向着热管的另一侧移动，在另一侧释放潜热从而凝结。

而凝结液在吸液芯毛细抽吸力的影响下，自冷端迁移至热端。

这样重复循环，热量便在热端连续不断的传输到冷端，此种循环是迅速展开的，热量能持续性的被传递。

在热量展开传输的进程中，要把两端的传输予以分离，这样能确保热量的高效传输，保障其在传输进程中减少热量亏损。

1.2热管技术的优势首先，热管换热设备较常规设备更安全、可靠，可长期连续运行。

这一特点对连续性生产的工程有特别重要的意义。

常规换热器设备一般是间壁换热，冷热流体分布在器壁的两侧流过，如管壁或者器壁有泄漏，则将造成停产损失。

由热管组成的换热设备，则是在二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段才能传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发和冷凝段同时破坏，所以大大增加了设备运行的可靠性。

其次，传热速率大。

在换热器中，与紫铜、银、铝等金属材料相比，热管的导热系数要高出几百倍甚至是上千倍，从传热效率方面来看，能够达85%以上，因此，热管具备优良的导热性能，是一种非常重要的传热介质。

运用热管技术，不仅能够有效地回收余热，还能够有效地利用太阳能、地热能、排热、废热等低品位热源。

热管技术及其工程应用第一章绪论热管的发展史一.热管的组成第二章热管及其特性图2.1 热管示意图1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液Heat Pipes for Dehumidification(除湿气)热管的工作液要有较高的汽化潜热要有较高的汽化潜热、、导热系数导热系数，，合适的饱和压力及沸点，较低的粘度及良好的稳定性较低的粘度及良好的稳定性。

工作液体还应有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力润湿毛细结构的能力，，使毛细结构能对工作液作用并产生必须的毛细力。

工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用工作液还不能对毛细结构和管壁产生溶解作用，，否则被溶解的物质将积累在蒸发段破坏毛细结构质将积累在蒸发段破坏毛细结构。

二. 热管的工作过程（2）液体在蒸发段的液-气分界面上蒸发；（3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流向冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段内的液-气分界面上凝结；（5）热量从液-气分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；（6）在吸液芯内由于毛细作用（或重力等）是冷凝后的工作也体回流到蒸发段。

三.热管的传热极限热管虽然是一种传热性能极好的元件热管虽然是一种传热性能极好的元件，，但也不可能无限加大热负荷但也不可能无限加大热负荷，，其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制其传热能力的上限值会受到一种或几种因素的限制，，如毛细力如毛细力、、声速声速、、携带携带、、冷冻启动冷冻启动、、连续蒸气连续蒸气、、蒸气压力及冷凝等蒸气压力及冷凝等，，因而构成热管的传热极限(或叫工作极限)。

这些传热极限与热管尺寸这些传热极限与热管尺寸、、形状形状、、工作介质工作介质、、吸液芯结构吸液芯结构、、工作温度等有关工作温度等有关，，限制热管传热量的级限类型是由该热管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的管在某种温度下各传热极限的最小值所决定的。

具体来讲具体来讲，，这些极限主要有主要有（（如图所示如图所示）：）：从图中可以看出：当工作温度低时，最易出现粘性极限及声速极限。

《热管技术大全》—热管技术在冶金工业中的应用冶金工业是耗能大户，不论是有色冶金或黑色冶金工业都存在大量的节能问题。

以钢铁企业为例，焦炉、高炉及炼钢工序均有相当数量的余热未能回收利用。

余热的温度最高可达1600℃，热能的形态有固体、气体、液体，其中很多为间隙排放，因之给余热回收带来了一定的难度。

由于热管的众多特点，特别适用于上述场合的余热回收利用，从70 年代开始国内冶金界的广大工程技术人员和热管技术工作者进行了卓有成效的合作开发，取得了相当可喜的成果。

目前在烧结排气显热和热风炉燃烧废气的余热回收方面，已可达到定型设计和系列化、标准化的程度。

近年来高温热管及高温热管空气预执器、高温热管蒸汽发生器开发运用成功，给冶金企业的高品位余能利用带来了新的希望。

1.加热炉和均热炉的余热利用轧钢连续加热和均热炉是钢铁企业中耗能较多的设备。

其热效率一般只有 20%～30%，约有 70%～80%的热量散失于周围环境和被排烟带走。

其中烟气带走的热损约占 30%～35%。

加热炉的烟气量根据炉型大小不同，一般在（标准状态）7000～300000m³/h 的范围内。

烟气温度一般为550～990℃，也有超过1000℃以上的。

从直接节能来考虑，工程界希望将烟气的余热用来加热助燃空气。

当助燃空气被加热到400℃时，可以得到节能 20%～25%的效果。

以下为数例典型应用和设计实例1.1 坯件加热炉热管空气预热器一钢坯加热炉，炉内温度高于1000℃，烟气温度大于900℃，通过钠热管空气预热器将40℃的空气加热至400～450℃与二次风（800℃）混合后入炉助燃。

其流程如图7-1所示。

表 7-1为该设备设计参数，该工程燃料节约率为 18%，设备投资回收期约1.2年。

1.2 线材退火炉图7-2所示一线材退火炉。

炉内温度为1000℃左右，排烟温度约800℃，在烟道中放置一高温热管空气预热器，高温烟气通过热管换热器热管的蒸发段，烟气降至150～170℃排空。