热管的工作原理是啥

2023-01-06

本文主要是 热管的工作原理是什么 相关的知识问答,如果你也了解,请帮忙补充。

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。

当加热段在下,冷却段在上,热管呈竖直放置时,工作液体的回流靠重力足可满足,无须毛细结构的管芯,这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。热虹吸管结构简单,工程上广泛应用。

扩展资料:

一、基本工作

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。

二、热管分类

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,常用的分类方法有以下几种。

1、温度区分

按照热管管内工作温度区分,热管可分为低温热管(-273 - 0℃)、常温热管(0-250℃)、中温热管(250-450℃)、高温热管(450-1000℃)等。

2、回流动力区分

按照工作液体回流动力区分,热管可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等等。

3、组合方式划分

按管壳与工作液体的组合方式划分,(这是一种习惯的划分方法)可分为铜—水热管、碳钢—水热管、铜钢复合—水热管、铝—丙酮热管、碳钢·荣热管、不锈钢·钠热管等等。

4、结构形式区分

按结构形式区分,可分为普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。

5、功用划分

按热管的功用划分,可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等等。


参考资料:百度百科—热管原理

参考知识1

热管是一种具有高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中,作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备,取得了显著的经济效益。 

  典型的重力热管如图所示,在密闭的管内先抽成真空,在此状态下充入适量工质,在热管的下端加热,工质吸收热量汽化为蒸汽,在微小的压差下,上升到热管上端,并向外界放出热量,凝结为液体。冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁返回到受热段,并再次受热汽化,如此循环往复,连续不断的将热量由一端传向另一端。由于是相变传热,因此热管内热阻很小,

  

热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可多传递几个数量级的热量,所以能以较小的温差获得较大的传热率,且结构简单,具有单向导热的特点,特别是由于热管的特有机理,使冷热流体间的热交换均在管外进行,这就可以方便地进行强化传热。此外,由于热管内部一般抽成真空,工质极易沸腾与蒸发,热管启动非常迅速。

  热管这种传热元件,可以单根使用,也可以组合使用,根据用户现场的条件,配以相应的流通结构组合成各种形式换热器,热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点,它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。

参考知识B 热管是一个封闭容器,从封闭容器内抽出不凝结气体,形成真空,为了使热管能够很快地启动和很好地工作,要求管内始终保持一定的真空度,装有一定量的能够汽化的液体,并装有起毛细作用的吸液芯结构。管内工作液体在加热管吸热沸腾后汽化,蒸汽带着大量的热能进入冷凝端,然后进行凝结放热,把大量的热能传递给了冷凝端的冷流体。工质完成了把能力从加热段输送到冷凝端之后,以液态形式在吸液芯结构毛细泵的抽吸作用下,重新返回到加热段。重复这一过程,形成循环,使热管连续不断地工作,不断地传递热能,这就是热管的工作原理。
以上纯手打,摘自方彬.《热管节能减排换热器设计与应用》.第一版.化学工业出版社,2013年5月∶page 6.
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