热管换热器热量和可调参数有什么关系

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,在此状态下充入少量液体工质。热管的内壁有同心圆筒式的金属丝网(或其他多孔介质),称为吸液芯,吸液芯内充满液体工质,当热量传入热管的蒸发段时,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。　　管芯与工质是组成热管的最重要的两个部分。管芯一方面把工质液体分布到整个蒸发段和冷凝段,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范围[2],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。

热管的特性

(1)优良的导热性。由于热管以潜热形式进行传热,所以和银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可传递几个数量级的热量。　　(2)具有低热阻的等温面。热管运行时, 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。　　(3)具有热流密度变换能力。热管中蒸发 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。　　(4)优良的热响应性。热管内部压力很 小,当蒸发端受热后,蒸汽就以近似于该温度下 的音速前进。　　(5)热管的结构简单、重量轻、体积小、维修方便。　　(6)热管没有运动部件,运行可靠,使用寿命长。

套管式热管换热器的工作原理及特性

套管式热管换热器结构为两不等径的圆管同心相套,又称其为径向热管,这是因为其热量传递方向为径向。当外管外侧为高温侧,内管内侧为低温侧时,处于真空状态的套管间隙内热侧工质受热汽化膨胀,与冷侧工质形成高速对流并在冷侧凝结,即当热量传入热管的外管时,工作介质吸热蒸发,流向冷侧,在那里介质蒸汽被冷却,释放出汽化潜热,冷凝变成液体,然后返回热侧,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。　　套管式热管换热器除了具有常规重力式热管换热器的特性外,还具有以下特点。　　(1)热量传递方向可以双向进行,既可以由外向内传递,也可以由内向外传递;而常规重力式热管只能由蒸发段传向冷凝段,不能反向传递。　　(2)工作时相对重力场方向可以任意摆放, 由垂直到平行角度任意;而常规重力式热管不能垂直于重力场方向工作。　　(3)由于套管式热管换热器冷热两侧热量传递的路程比常规重力式热管有极大的缩短,传热系数增大,所以其两侧热阻很小,温差相应也很小。　　(4)由于套管式热管换热器冷热两侧热量传递的横截面积比常规重力式热管有极大的增加,两侧单位面积的热负荷可以很大;没有常规重力式热管的音速极限、携带极限,更无毛细极限和沸腾极限。

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热管换热器的构造及原理：搜视网

热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。热管还具有均温特性好、热流密度可调、传热方向可逆等特性。用它组成热管换热器不仅具有热管固有的传热量大、温差小、重量轻体积小、热响应迅速等特点，而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、进、排风流道便于分隔、互不渗漏等特点。

热管是由内壁加工有槽道的两端密封的铝(轧)翅片管经清洗并抽成高真空后注入最佳液态工质而成，随注入液态工质的成分和比例不同，分为KLS低温热管换热器、GRSC-A中温热管换热器、GRSC-B高温热管换热器。热管一端受热时管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。冷凝液借毛细力和重力的作用回流，继续受热汽化，这样往复循环将大量热量从加热区传递到散热区。热管内热量传递是通过工质的相变过程进行的。

将热管元件按一定行列间距布置，成束装在框架的壳体内，用中间隔板将热管的加热段和散热段隔开，构成热管换热器。

热管换热器主要特点：

a. 热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏，也只是单根热管失效，而不会发生冷热流体的掺杂。所以热管换热器用于易然、易爆、腐蚀等流体的换热场合具有很高的可靠性。

b. 热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的完全逆流换热;同时冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，且两侧受热面均可采用扩展受热面。用于品位较低的热能的回收非常经济。

c. 对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过热管结构尺寸，扩展受热面形式，以解决换热器的磨损堵灰问题。

d.热管换热器用于带有腐蚀性的烟气的余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。

即单位时间回收的热量，其计算公式为：

W=cp(t2-t1)Q

式中，W 换热器负荷，w

t1，t2 冷流体进出换热器的温度，℃

Q 冷流体流量，kg/s，或 m^3/s

cp 冷流体平均定压比热容，J/(kg×K)，或 J/(K×m^3)

注意，(1)Q 与 cp 的单位要统一;(2)如 Q 要采用单位 m^3/s，则指的是标态下的体积流量。