第35卷第6期煤礦安全2004年6月.安仝技術.文章編號:1003 - 496X(2004)06 - 0041- 02熱管技術研究(鞍山接明精管制造有限公司,遼寧鞍山114011) ;摘要:文章詳細介紹了 高效傳熱元件熱管的基本工作原理、基本特性,簡單介紹了熱管技術的應用概況。關鍵詞:熱管;傳熱極限;特性;應用中圍分類號:TK172.4文獻標識碼:B熱管作為-一種高效傳熱元件自10 世紀60年內表面加工成溝槽,管殼中心空而暢通,供工作介代問世以來,在傳熱技術領域里的影響越來越大,質蒸汽流動。工作介質種類由熱管工作溫度范圍世界.上許多國家的科研機構、大學和許多公司進而決定。管的- -端為蒸發(fā)段(加熱段),另一端為行了大量的實驗和理論研究工作,熱管在許多工冷凝段(冷卻段)。根據應用需要在兩段中間可布業(yè)部門得到廣泛應用。置絕熱段。當蒸發(fā)段受熱時,管芯中的工作介質液體蒸發(fā)汽化,蒸發(fā)段蒸汽壓力為p,玲凝段蒸1熱管基本工作原理汽壓力為p2, 在壓差△pv的作用下蒸發(fā)段流到熱管的基本工作原理如圖1所示,典型的熱冷凝段,并在那里凝結下來,放出汽化潛熱,通過管壁傳出熱量。冷凝液體再沿管芯多孔材料靠毛↓↓↓↓.燕汽液體↑細力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)不已,熱量從熱管管殼熱管的一端傳至另- -端。熱管在實現這- -熱量轉移的過程中,包含了以下6個相互關聯的主要過程:(1)熱量從熱源通過熱管管壁和充滿工作液↑↑↑↑↑↓↓↓↓↓體的管芯傳遞到液-汽分界面;燕發(fā)段絕熱段冷凝段(2)液體在蒸發(fā)段內的液-汽分界面上蒸發(fā);(3)蒸汽腔內的蒸汽從蒸發(fā)段流到冷凝段;圍1熱管工作 原理示意圖(4)蒸汽在冷凝段內的汽-液分界面上凝結;(5)熱量從汽-液分界面通過管芯、液體和管管由管殼管芯(吸液芯)、適量的工作介質組成。壁傳給冷源;將管內抽成0.13~1.3X10-3 Pa的負壓,管殼一(6)冷凝后的工作介質液體在管芯內由于毛般為金屬管,管芯為一定厚度的多孔網狀結構,如細作用回到基發(fā)段.粉末冶金層、纖維絲網等,緊貼在管內壁或在管殼中國煤化工冷凝液的回流是YHCNMHG41●第35卷第6期煤礦安全2004年6月依靠管芯多孔材料的毛細力來完成,稱為毛細壓發(fā)段或冷凝段的面積,即以較小的加熱面積輸人頭0pe,是熱管內部工作介質液體循環(huán)的推動力，熱量,而以較大的冷卻面積輸出熱量或者反之。用來克服蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段的壓力降(4)熱流方向的可逆性。一根水平放置的有Opv。冷凝液從冷凝段流回蒸發(fā)段的壓力降芯熱管,由于其內部循環(huán)動力是毛細力,因此任意Op1和重力場對液體流動引起的壓力防△p。一端受熱就可以作為蒸發(fā)段,而另一端向外散熱(O pg可以是正值、負值或為零,視熱管在重力場就成為冷凝段。此特點可以將溫度展平,也可以中的位置而定)。因此熱管正常工作的必要條件用于先散熱后吸熱的化學反應器及其他裝置。是:(5)熱二極管與熱開關性能。所謂熱二極管△pc≥Opv+Opr士△pq就是只允許熱流向一個方向流動,而不允許向相如果把絕熱段很好地與外界隔熱,同時忽略反的方向流動;熱開關則是當熱源溫度高于某一管壁的影響,即蒸汽從蒸發(fā)段得到的熱量將全部溫度時熱管開始工作,當熱源溫度低于這一溫度傳給冷凝段,傳熱量為Q。時,熱管就不傳熱。Q= mvλ3熱管技術的應用式中傳熱量蒸汽的質量流量隨著科學技術水平的不斷提高,傳熱與散熱向題顯得愈來愈重要,甚至會限制某些領域的發(fā)λ一工作介質的汽化潛熱由于同種物質的潛熱遠遠大于顯熱,如水,飽,展以及高新技術的應用,如大功率、高頻率電力電和溫度T=100七時,汽化潛熱λ=2 251.5 kJ/子器件的應用,對新一代的散熱技術有了迫切的kg,而比熱容C, =4.216 kJ/(kg.K) x》Cp,所需求。由于熱管具有一系列獨特的基本特性,目以熱管為高效傳熱元件。前熱管技術已應用到工業(yè)及民用的各個領域之中。2熱管的基本特性目前熱管技術的先進性、可靠性等優(yōu)勢,逐步熱管是依靠自身內部工作介質液體相變潛熱被各個行業(yè)所共識，熱管研究和應用領域也將不來實現傳熱的傳熱元件,它具有以下基本特性:斷拓寬新能源的開發(fā)、電子裝置芯片冷卻、筆記本(1)很高的導熱性。熱管內部主要是靠工質電腦CPU冷卻以及大功率晶體管、晶閘管元件、的汽、液相變、傳輸熱量、熱阻很小。因此具有很電路控制板的冷卻、防爆電氣設備等,解決了傳統(tǒng)高的熱傳導能力,與銀銅、鋁等金屬相比,單位質傳熱散熱方法無法解決的問題。同時國民經濟各量的熱管可多傳遞幾個數量級的熱量。.領域的高效傳熱設備的開發(fā),都將促進熱管技術(2)優(yōu)良的等溫性。熱管內腔的蒸汽是處于及其應用的進-步發(fā)展。飽和狀態(tài),飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產生的壓降很小。因作者簡介:昊寶宗,另,高級工程師,1966年畢業(yè)于吉林工業(yè)大學,現任鞍山鞍明熱管制造有限公司總工程師。此,溫降亦很小。因而具有優(yōu)良的等溫性。(3)熱流密度可變性。熱管可以獨立改變蒸(收稿日期:2004-01 -02;責任編輯:金麗華)業(yè)N中國煤化工●42.YHCNMHG