第一部分热管及热管换热器PPT课件

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热管技术概述1PPT课件

工作原理
工作原理
热管由密闭容器、吸液芯结构和少量的工作流体组成，这种工作流体与其自身的蒸汽处于平衡状态，即饱和状态。一段热管可分为蒸发段、绝热段和冷凝段。外界热源通过管壁和吸液芯进入蒸发段，使吸液芯中的工作流体蒸发汽化。在蒸汽压力的作用下气体通过绝热段进入冷凝器，凝结为液体后，通过散热器释放出汽化潜热。冷凝后的液体在吸液芯弯月形间隙产生的毛细压力作用下回流到蒸发段。这样，热管便持续不断地将蒸发段运送到冷凝段。只要有足够的毛细压力使冷凝物回流到蒸发器中，这一过程便可不断循环往复下去。
≈Rwall,e+Rwick,e+Rwick,c+Rwall,c
热管测试——实验室与设备
功能热管原型制作热管测试主要设备
热性能测试
热管测试——热反应测试
热管测试
最大热负荷和热阻测试
热管测试
热性能测试设备
热管测试
最大热负荷
要测量一根热管的最大热负荷，通常要将热管置于模拟的理想环境下测试。沿热管设置热电偶监测热管的温度变化。测试时，逐渐提高热输入的量，同时保持运行温度恒定，在蒸发段温度达到极限之前，便可得到最大热负荷，即热管的最大热传量。
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演讲人：XXXXXX 时间：XX年XX月XX日
通过实验测量计算热阻的公式为：Rhp=(Te,ave-Tc,ave)/Q 其中
RHP =热管热阻
Te,ave =蒸发段的温度
Tc,ave =冷凝段的温度 Q=热负荷，输入功率
热管数据表
描述-1 用途——沟槽型热管以纯水为工作流体，适用于

换热器类型大全PPT课件

在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器优点：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是：（1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。（2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1）翅片管换热器翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等方法制造。当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的一侧加翅片可以强化传热。

热管应用ppt课件

二. 热管的工作过程
（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。
工作液体在管壳内连续流动，同时存在着温差、杂质等因素，使管壳材料发生溶解和腐蚀，流动阻力增大，使热管传热性能降低。当管壳被腐蚀后，引起强度下降，甚至引起管壳的腐蚀穿孔，使热管完全失效。Βιβλιοθήκη (3)管壳材料的腐蚀、溶解
总结：热管技术的重要特点
与常规换热技术相比，热管技术之所以能不断受到工程界欢迎，是因其具有如下的重要特点。 (1)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，如化工、冶金、动力等部门具有特别重要的意义。常规换热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，则是二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。 (2)热管管壁的温度可调性热管管壁的温度可以调节，在低温余热回收或热交换中是相当重要的，因为可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点以上，从而可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行。这在电站锅炉尾部的空气预热方面应用得特别成功，设置在锅炉尾部的热管空气预热器，由于能调整管壁温度不仅能防止烟气结露，而且也避免了烟灰在管壁上的粘结，保证锅炉长期运行，并提高了锅炉效率。 (3)冷、热段结构和位置布置灵活由热管组成的换热设备的受热部分和放热部分结构设计和位置布置非常灵活，可适应于各种复杂的场合。由于结构紧凑占地空间小，因此特别适合于工程改造及地面空间狭小和设备拥挤的场合，且维修工作量。 (4)热管换热设备效率高，节能效果显著。

换热器PPT课件

U型管式换热器的特点：
优点： U型管壳内自由伸缩，适于冷热流体温差较大的情况；
U型换热管可拉出壳外，便于管外清结构简单（无后管洗板；和浮头），耐高温高压。
缺点：管内清洗困难，难于安装折流板；换热管少（等壳径情况下）。
(4)蛇管换热器：

蛇管换热器的特点：优点：结构简单，停水时保持一定的水面。缺点：水流速慢，传热能力差。
(7)螺旋板式换热器：
螺旋板换热器工作原理示意图
(8)热管换热器
热管换热器工作原理示意图
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
换热设备
概述
1 .换热器：实现热量传递过程的装置。
2 .换热器的作用：加热原料、冷却产品、余热回收。
3 .三种传热方式：热传导（导热）、热对流、热辐射
换热器的分类
按工作原理分三大类：直接混合式、蓄热式、间壁式
一、直接混合式：冷热流体直接接触进行换热。如：凉水塔
二、蓄热式换热器：
冷热流体交替通过填料，利用填料的蓄热与放热，达到交换热量的目的。
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
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演讲人：XXXXXX 时间：XX年XX月XX日
(5)空气冷却器：
翅片管结构示意图：
翅片的作用：增加传热面积及管外流体的湍动程度。

热管换热器(热管换热器)

② 两相热虹吸管：工作液体的回流依靠其本身的重力作用
Principle and design of heat exchanger 2015
③Hale Waihona Puke 旋转热管：工作液体的回流依靠离心力的分力作用
④ 重力辅助热管：同时受到毛细力和重力作用使凝液回流。当具有吸液芯的热管处于冷凝段在加热段上方位置时，热管就将按重力辅助热管方式运行
Principle and design of heat exchanger 2015
换热器
原理与设计
Principle and design of heat exchanger
Principle and design of heat exchanger 2015
3.5 热管换热器
热管换热器是一种新型、高效、节能换热器，广泛使用于航天航空业，并逐步用于加热炉对流室烟气余热回收中。它是由数根热管组成的。热管外部装有翅片以提高传热效果。热管管束中间装有隔板，冷、热流体分别在隔板的两侧流动，通过热管进行热量传递。
Principle and design of heat exchanger 2015
3）工作液对工作液的要求：要有较高的汽化潜热、导热系数，合适的饱和压力及沸点，较低的粘度及良好的
稳定性应有较大的表面张力和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
Principle and design of heat exchanger 2015
3.5.2 热管的结构
轴向分为三个区域：蒸发段（或称热源段、热端）、蒸发输送段（或称绝热段）、冷凝段（或称热汇段、冷端）

热管HeatPipe课件

同时也会增加热阻。因此，需要根据实际应用需求进行权衡。
03
隔绝材料选择
为了实现热管的热量传输，需要选择合适的隔绝材料将热量封在管内，
同时防止空气和湿气的进入。
热管制造工艺
制造工艺流程
热管的制造工艺包括多个环节，如管材切割、清洗、焊接、抽真空等，每个环节都对最终的热管性能产生影响。
焊接质量
焊接质量直接影响热管的密封性和传热性能，高质量的焊接可以保证热管在使用过程中不会出现泄漏现象。
抽真空工艺
为了减小空气对热管传热性能的影响，制造过程中需要对热管进行抽真空处理，这一工艺对最终的热管性能至关重要。
04
热管性能测试
热管传热性能测试
传热效率
测试热管在不同工况下的传热效率，包括热管长度、直径、工质、操作压力等参数变化对传热效率的影响。
传热温差
研究热管启动时间和达到稳态传热的时间，以及各部分之间的温差分布，以评估热管的传热性能。
总结词
热管应用拓展研究主要关注将热管技术应用于新的领域和场景，以扩大其应用范围和提升其应用价值。
详细描述
随着技术的不断发展，热管的应用领域也在不断扩大。目前，热管已经广泛应用于电子设备散热、太阳能热利用、余热回收等领域。未来，随着人们对节能减排和高效能源利用的需求不断增加，热管有望在更多领域得到应用，如建筑节能、新能源汽车等。
建筑节能领域
研究热管在建筑节能领域的应用，如利用热管进行建筑物的采暖和制冷，提高建筑物的能
源利用效率。
感谢您的观看
THANKS
当热管一端受热时，管内工质蒸发汽化，蒸汽在压力差作用下向另一端流动，并在另一端冷凝放热，将热量传递出去。
热管内部发生的相变传热和热对流等物理现象，使其具有优良的传热性能，能够实现快速、稳定、可靠地传递热量。

热管讲义

Page
31
第7章热管及热管换热器
7.4 热管换热器及其应用
3. 热管制冷系统

术器
Page 32
图7-21
热管手
*毛细管中液体弯曲面两边的压力差毛细管中液体的弯曲面两边存在一定的压力差。当弯曲液面为球面时 2 *毛细管中液面的上升原理 R
p
如图7-6所示当毛细管刚插入液体时，由于弯曲液面两边压力差的存在，B点的压力pB=p0-△p，小于大气环境的压力p0。而毛细管外同样高度的 C点处的压力等于大气环境压力，为了达到力平衡，毛细管中的液面开始上升直至B点的压力与C点相同为止。达到平衡后B点的压力满足
1 1 (T1 T2 ) Q( Rc Re ) 2 2
7.3.2 热管工作流体的选择原则： 1、适当的饱和性质，适应的工作温度（介于工作流体的凝固点和临界点之间）； 2、优良的热物理性质，满足传热和流动的要求； 3、稳定的化学性质，与壳体、吸液芯等材料相容； 4、还应考虑经济性、环保性、安全性等。
p
pl
热管内压力分布示意图
（不考虑蒸汽和液体重力作用压力降时热管内压力分布）
Page
4
第7章热管及热管换热器
7.1概述
7.1.2热管的分类
1. 按照热管的工作温度划分低温热管<0℃ 常温热管0～250 ℃ 中温热管250～450 ℃ 高温热管>450 ℃ 2. 按照热管的工作液体回流方式划分有芯热管、重力热管、旋转热管、电流体动力热管磁流体动力热管、渗透热管 3. 按照热管的结构划分单管型热管、板型热管、回路型热管（分离型热管）挠性热管（中间用波纹管或塑料管连接） 4. 按照热管的壳体材料和使用的工质划分钢－水热管、炭钢－水热管、铜钢复合－水热管、铝－丙酮热管、炭钢－萘热管、不锈钢－萘热管等

化工设备(换热器)PPT

化工设备(换热器)
• 换热器概述 • 换热器的设计与选型 • 换热器的应用 • 换热器的维护与保养 • 新型换热器技术与发展趋势
01
换热器概述
定义与作用
定义
换热器是一种用于热量交换的设备，广泛应用于化工、石油、制药等领域。
作用
换热器的主要作用是将热量从一种流体传递给另一种流体，以满足工艺需求。
智能化
利用传感器、控制器等智能元件，实现换热器的远程监控、自动控制和故障诊断，提高设备运行的安全性和可靠性。
THANKS
感谢观看
强化传热表面
采用翅片、螺旋等强化传热表面，提高传热效果。
便于清洗和维修
结构设计应便于清洗和维修，减少维护成本。
03
换热器的应用
在化工行业的应用
化学反应过程中的热量交换
换热器在化工行业中广泛应用于化学反应过程中的热量交换，如放热反应和吸热反应的热量传递。
工艺流程控制
换热器在化工生产过程中起到工艺流程控制的作用，通过调节温度、压力等参数，实现对化学反应过程的有效控制。
食品加工
换热器在食品加工过程中用于加热和冷却，以实现食品的烹制、
杀菌、保鲜等处理。
饮料生产
换热器在饮料生产过程中用于加热和冷却，以实现饮料的调配、
灭菌和灌装等处理。
食品包装
换热器在食品包装过程中用于控制包装材料的温度，以确保食品
包装的质量和安全。
04
换热器的维护与保养
日常维护
每日检查
01
检查换热器的外观是否正常，是否有泄漏、腐蚀、变形等问题。
换热器的分类
按传热原理分类
按结构特点分类
可分为间壁式、混合式和蓄热式换热器。

热管及热管换热器资料

2.3 热管的传热
热管在实现其热量转移过程中，包含了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工作液体回流到蒸发段
⑴在真空状态下，液体的沸点降低； ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多； ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。
图2.1 热管示意图 1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液
从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。
热管的管壳是受压部件，要求由高导热率、耐压、耐热应力的材料制造。在材料的选择上必须考虑到热管在长期运行中管壳无腐蚀，工质与管壳不发生化学反应，不产生气体。管壳材料有多种，以不锈钢、铜、铝、镍等较多，也可用贵重金属铌、钽或玻璃、陶瓷等。管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来，在热端和冷端接受和放出热量，并承受管内外压力不等时所产生的压力差。热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构，通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧贴内壁以减小接触热阻，衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。如右图所示为几种不同的管芯的结果示意图
6 热管的相容性及寿命
• 相容性指热管在预期的设计寿命内，管内工作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化。影响热管寿命及工作的重要因素之一产生不凝性气体
②重力热管应用场合：
• 只能应用于重力场中，而不能用于空间（无重力场）； • 只能将热管的下部作为加热段，而上部作为冷凝段； • 主要用于传热，不能用于均温； • 可以作为热二极管。根据重力热管具有的特点，国内作为余热回收用的热管换热器大多数采用这种形式的热管。

传热学热管1PPT课件

工作过程
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；
以上两种结构的共同点就是简单、易制做，但肋化比较低。
可编辑课件
22
八、相容性问题的解决-以钢-水热管为例
解决方案（三）
合理选择换热设备内流体速度及结构形式换热设备内流体的速度是一个重要的设计参数，它影响
换热设备的的传热、流动阻力、磨损及自清灰能力等。目前热管换热设备的设计多采用等质量流速法，这种方法的严重不足之处就是随着设备内温度的下降，近出口处的密度、动力粘度、导热系数有明显变化，从而引起出口处流体的速度大幅下降。其结果是换热系数和自清灰能力的下降将带来的负面影响，造成换热设备后排的积灰。
，
4热流方向可逆性---------一根水平放置的有芯热管，由于其内部循环动
力是毛细力，因此任意一端受热就可作为蒸发段，而另一端向外散热就成为冷凝段
5热二极管与热开关性能----热管可做成热二极管或热开关，所谓热二
极管就是只允许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动；热开关则是当热源温度高于某一温度时，热管开始工作，当热源温度低于这一温度时，热管就不传热。
气相换热的热管换热器，管外都采用加肋强化传热，翅片形式多选用穿片或螺旋型缠绕片，这些翅片的结果紧凑，肋化比高，效果明显，但缺点是极易积灰结垢。对于高粉尘流体即使翅片间距取到12～20mm，在某些情况下也会出现严重积灰，因此对于高含尘流体目前趋向于选择以下两种结构：

热管的基本原理和结构课件

传热显著增强，例如，气-气型热管换热器的系数比列管式高出数倍。
（2）传热温差大
热管换热器可实现纯逆流换热，因而具有较大的传热温差。
（3）结构紧凑
在传递相同热量的情况下，热管换热器需要较少的传热面积，因
而具有良好的紧凑性，占地面积和金属消耗量大为减少。
（4）检、维修方便
热管元件具有很好的可拆换性，便于维护和维修。因
2 热管的基本原理和结构
图1 热管结构示意图
3 热管的分类
由于热管的用途、种类和型式较多，再加上热管在结构、材质和工作液体等方面
各有不同之处，故而对热管的分类也很多，常用的分类方法有一下几种。
（1）按照热管内工作温度区分
低温热管（-273～0℃）、常温热管（0～250℃）、中温热管（250～450℃）和高
5 热管应用过程中存在的几个关键的技术问题
在热管技术蓬勃发展的今天，在工业应用中仍然存在一些问题，这些问题得不到很好的解决，将极大的限制热管技术的使用和深入发展。因此，有必要对这些问题去研究、去探索，以求找到合理的解决办法。 5.1热管的积灰问题及对策
在热管余热回收设备中，热管积灰是普遍存在的问题，积灰增加了受热面热阻，降低设备的传热能力。积灰还可以减少流体的通道面积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀。不少余热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用，因此积灰已成为了节能设备是否能够正常运行的一个主要问题，应给予高度重视。
腐蚀的能力。此外，即使有热管腐蚀泄漏了，也不会造成
冷热流体的掺混。
项目
种类
压力损失放热系数价格辅助动力流体相互污染单位容积传热面积维修费
表1
几种热交换器的比较
回转式

《换热器基础知识》课件

安装前的准备
调试与试运行
根据换热器的型号和规格，确定安装位置和固定方式，准备安装所需的工具和材料。
对换热器进行调试和试运行，检查其工作性能和运行稳定性，确保满足使用要求。
安装步骤与注意事项
按照安装说明书逐步完成换热器的安装，注意确保安装的正确性和安全性。
换热器的维护与保养
日常检查与保养
01
实验测定法
通过在换热器进出口设置温度、压力等传感器，测量实际运行中的换热器性能参数。
数值模拟法
02
03
理论分析法
利用计算机模拟软件，对换热器内部流动和传热过程进行数值计算，预测换热器的性能。
基于传热学和流体力学的基本原理，对换热器进行理论分析和计算。
换热器性能测试设备介绍
温度测量仪表
辐射传热
总结词
辐射传热是通过电磁波的形式传递热量，不需要介质传递。
详细描述
辐射传热的基本原理是黑体辐射定律，即物体以电磁波的形式发射和吸收能量。辐射传热的热量与物体的发射率、温度和波长等因素有关。在换热器中，辐射传热主要发生在高温环境下，如燃烧过程和高温气体冷却等场合。
03 换热器的设计与优化
衡量换热器传热效果的重要指标，通常用换热器入口和出口温度的差值与热负荷的比值表示。
热效率
换热器实际传递的热量与理论热量之比，反映换热器的能量利用效率。
流动阻力
换热器内部流体流动时所受阻力的大小，通常以进出口压差表示。
紧凑性
换热器单位体积内的传热面积，反映了换热器的紧凑程度和空间利用率。
换热器性能测试方法
换热器设计的基本原则
高效性原则
换热器应具备高效率，能够快速实现热量的传递，以满足工

热管及热管换热器PPT文档27页

6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
热管及热管换Байду номын сангаас器
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。(名言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者的牢骚，这是羊群中的瘟疫，我不能被它传染。我要尽量避免绝望，辛勤耕耘，忍受苦楚。我一试再试，争取每天的成功，避免以失败收常在别人停滞不前时，我继续拼搏。
Thank you
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候，睁大眼睛，千万别眨眼!你会看到世界由清晰变模糊的全过程，心会在你泪水落下的那一刻变得清澈明晰。盐。注定要融化的，也许是用眼泪的方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了，也不要以为过去的光荣可以被永远肯定。

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钽或玻璃、陶瓷等。管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来，在热端和冷端接受和放出热量，并承受管内外压力不等时所产生的压力差。
热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构，
通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧贴内壁以减小接触热阻，衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。如右图所示为几种不同的管芯的结果示意图
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。
卫星传热例子
3
1 热管技术回顾（发展史）
• 我国的热管技术工业化应用的开发研究发展迅速，学术交流活动也十分活跃。 1983年哈尔滨第一届全国热管会议直到 2010年深圳第十二届全国热管会议，推动我国热管事业发展。
• 热管骗研究进展
• 1983年开始研究，参加第一届热管会议，东北热管协会理事单位。
热管的工作液要有较高的汽化潜热、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。工作液体还应有较大的表面张力和
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，否则被溶解的物
• 从论文来看，环路热管、脉动热管和特殊热管等仍然是当今热管研究的热点，热管的结构和工质改进等仍是提高热管性能和适用性的重要议题。
6
1. 2 中国情况
• 1970年后，热管性能研究。空间飞行器、高温热管及可控硅散热方面应用研究。 1976年12月7日，在卫星上首次应用热管取得了成功；我国气象卫星也应用了热管，取得了预期的效果。
第一部分
热管及热管换热器
1
热管——简单讲，以真空相变原理工作的一种极其高效的传热元件
实验对
比
2
热管的研究背景
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。
• 1965年，美Cotter首次提出较完整的热管理论 • 1967年， Los Alamos国家实验室将一不锈钢——水热
管放入人造卫星，空间零重力传热试验成功。从此，各国科学家纷纷研究，热管技术大发展。
• 1969年，日本、前苏联发明不同种类热管，如可变导热管，旋转热管等。
4
• 1970年，美国出现商品热管。空间到地面，开始应用。最著名：阿拉斯加输油管线支撑，112000根氨热管， 9——23米，保证永冻土。
• 汽车热管采暖装置
• 热管式锅炉节能消烟装置
• 硫酸工业热管换热器
• 内燃机排气蒸发喷射节能装置
• 热管式可控硅散热器研究
• 热管热风炉
• 平板及多槽道微热管研究
• 真空相变供热装置及系统
• 热管锅炉及真空相变锅炉
• 异形分离式热管研究
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2 热管工作原理
2.1 热管的组成（典型热管）管壳、吸液芯、工质
1.1 国际情况
• 1944年，美国通用发动机公司，R.S Gaugler首先提出热管设想及概念。用于冷冻装置专利。
• 1963年，Los Alamos国家实验室的G.M.Grover独立发明类似传热元件，并付诸实践，测试、64年发表论文正式命“Heat Pipe”。证明了其“超导热性”。实验为5200W不锈钢——钠有芯热管。
图2.1 热管示意图 1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液
从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。
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热管的管壳是受压部件，要求由高导热率、耐压、耐热应力的材料制
造。在材料的选择上必须考虑到热管在长期运行中管壳无腐蚀，工质与管壳不发生化学反应，不产生气体。
管壳材料有多种，以不锈钢、铜、铝、镍等较多，也可用贵重金属铌、
• 1974年后，热管换热器应用于节能及新能源开发，美、日领先。
• 1980年，美Q-Dot公司热管余热锅炉，日帝人公司锅炉给水预热器，然后回转式、分离式等新结构出现，日趋大型化及工业化。
• 1984年，Cotter 微型热管理论。出现毛细泵热管、回路热管等应用航天及电子工业。长距离挠性热管等应用特殊场合。
• 1990年后热管在理论、实验、结构、应用等方面长足发展，尤其今天，节能减排中发挥巨大作用。
• 1973年德国斯图加特（Stuttgart)第一届国际热管会议，
以后分别在不同国家举行，现已召开十五次，其中两
次在中国举行。
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• 2010年4月，第十五届国际热管会议(15thInternational Heat Pipe Conference)在美国南卡罗来纳州召开。本届会议论文大会报告：1、环路热管；2、芯结构和工质；3、环路热管的建模；4、热虹吸管；5、热管的基础和建模；6、空间热管和技术；7、小型热管；8、平板热管和蒸汽腔；9、特殊热管和技术；10、脉动热管； 11、热管的工业应用。
热管：是一种传热性极好的人工构件，常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管（管壳），内部空腔内有少量工作介质（工作液）和毛细结构（管芯），管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理：
⑴在真空状态下，液体的沸点降低； ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多； ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。
• 1980年后，热管研究重点转向节能及能源利用领域。相继开发了气气式热管换热器、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等。从1987到1991年．我国先后在四川、福建、北京、浙江、河北等地8台130t／h以上电站锅炉上应用了大型热管换热器，回收烟气余热加热锅炉鼓风空气。
• 1990年后，碳钢——水两相闭式热虹吸管研究走在世界前列。热管研究及应用领域不断拓宽，航天、化工、动力、冶金、建筑、食品等几乎各个领域。