熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件,它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量,具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。由于其特殊的傳熱特性可控制管壁溫度,避免露點腐蝕。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械等行業(yè)中,進(jìn)行熱回收以及綜合利用工藝過程中的熱能,已取得了顯著的經(jīng)濟效益。
1、重力式熱管工作原理:
熱管受熱側(cè)吸收廢氣熱量,并將熱量傳給管內(nèi)工質(zhì)(液態(tài)),工質(zhì)吸熱后以蒸發(fā)與沸騰的形式轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝,蒸汽在壓差作用下上升至放熱?cè),同時凝結(jié)成液體放出汽化潛熱,熱量傳給放熱側(cè)的冷流體,冷凝液體依靠重力回流到受熱側(cè)。 由于熱管內(nèi)部抽成真空,所以工質(zhì)極易蒸發(fā)與沸騰,熱管起動迅速。熱管在冷、熱兩側(cè)均可裝設(shè)翅片,以強化傳熱。
2、特點:
超強的導(dǎo)熱性:導(dǎo)熱速度快、強度大、效率高,導(dǎo)熱速度可達(dá)到音速。
良好的等溫性:良好的等溫性使熱管在很小的溫差下,傳遞很大的熱通量,傳熱阻力小。
熱流密度可變性:熱管可以獨立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積,即以較小的加熱面積輸入熱量,而以較大的冷卻面積輸出熱量,或者熱管以較大的傳熱面積輸入熱量,而以較小的冷卻面積輸出熱量。
環(huán)境的適應(yīng)性:不受環(huán)境的限制,熱管可根據(jù)環(huán)境的需要而單獨設(shè)計。
應(yīng)用領(lǐng)域廣:超導(dǎo)熱管形狀具有更大的靈活性,更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。
由熱管組成的換熱器換熱效率高,傳遞熱量大,等溫性能好,溫度范圍廣,結(jié)構(gòu)簡單,無運動部分,可避開露點腐蝕。它最大的特點是熱管應(yīng)用到兩種流體之間換熱可以做到兩種流體互不滲混、不泄灌。即使一支或少數(shù)熱管破損也不影響設(shè)備正常運行。
熱管換熱器屬于熱流體與冷流體互不接觸的表面式換熱器。熱管換熱器顯著的特點是:結(jié)構(gòu)簡單,換熱效率高,在傳遞相同熱量的條件下,熱管換熱器的金屬耗量少于其他類型的換熱器。換熱流體通過換熱器時的壓力損失比其他換熱器小,因而動力消耗也小。由于冷、熱流體是通過熱管換熱器不同部位換熱的,而熱管元件相互又是獨立的,因此即使有某根熱管失效、穿孔也不會對冷、熱流體間的隔離與換熱有多少影響。此外,熱管換熱器可以方便地調(diào)整冷熱側(cè)換熱面積比,從而可有效地避免腐蝕性氣體的露點腐蝕。熱管換熱器的這些特點正越來越受到人們的重視,其用途亦日趨廣泛。
熱管換熱器主要應(yīng)用于化肥、冶金、電廠鍋爐、干燥、硫酸、爐窯等行業(yè)的換熱和余熱回收。
熱管換熱器按流體介質(zhì)可分為:氣—氣型、氣—汽型、氣—液型。