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摘要:本文详细论述了热传导技术的基本结构、工作原理、分类、应用的关键技术及在热工中的应用,供导热专家参考。
关键词:热管技术;热能工程;应用
随着科学技术的不断创新,热工技术也在不断发展,但在热工领域,从来没有出现过这样的问题,从传统导热材料的角度来看,高隔热材料和高导热材料的研究和使用,对铝、铜、银等金属具有良好的导热性,但这些金属的导热系数尺寸仍然比较小,最高数量级是102w/m(与之相反),在这种情况下,热导体的发明解决了这一技术问题。在最大导热系数为105W/m的热管上可与尺寸有关。由于导热管的导热系数越来越大,导热系数越来越高,导热系数也越来越高。
1热管的基本组成及工作原理
1.1热管的基本组成
常用的热管主要由三部分组成:主体、内腔和毛细管结构。管道的主要部分是一个封闭的金属管,通常由不锈钢、碳钢和其他金属组成。它能承受相当大的压力。内腔内有少量气体或液体工作液(水、甲醇、丙烯醇、氨等)和毛细管结构。金属管内不得含有空气和异物。
1.2热管的工作原理
根据换热状态的不同,热管沿导热轴可分为三个工作区,即蒸发区、冷凝区和保温区。在工作过程中,外部热量使蒸发区和内部流体的温度升高。蒸发后,蒸发区的气压迅速增加。当空气压力达到饱和压力时,热量以潜热的形式传递给蒸汽。在蒸发区的饱和蒸汽压逐渐增加,导致蒸汽区的气压远大于冷凝区的气压。此时蒸汽沿蒸汽通道缓慢流动进入冷凝段,然后在冷凝段冷凝为潜热冷凝部分释放的潜热通过热管的芯部和壁,将热量传递到管道外部,从而在没有外力的情况下完成传热过程。在工作过程中,将释放热量的流体反向,沿着子体返回,最后返回蒸发,然后引导下一个热传递通过。在传热过程中,热量可以不断地从蒸发区传递到冷凝区,另一方面为绝热段提供了流道,它还将蒸发器部分与冷凝部分分开,确保热管中的热量不被分配到外部,从而确保有效的传热。
2热管在热能工程中应用的技术关键
2.1旋流传热技术
由于旋转产生的离心力,热管内的工作液可以从冷凝部分回流到蒸发器部分,也可以通过工作液在一般情况下的液位差来实现回流,旋转换热技术可用于高速扭矩零件,如高速钻头、电机波等。
2.2均温技术
热管的等温特性主要是将温度不均匀的温度场变为均匀温度场。
2.3汇源分隔技术
换热可以通过热管将冷热源完全分离来完成,分离线的长度可以根据现场需要和热管的功率来确定,长度从10厘米到100米就足够了。汇源持续生产的重要性。
2.4交变热流密度
通过热管的使用,不仅可以实现低输入热、大输出热,而且可以实现大输入热面积、小表面热。这样,机组换热面和换热面能有效地改变换热器的换热密度,对于通过控制管道相关温度来避免露点腐蚀等技术工程具有重要意义。
2.5热控制技术
在一般情况下,通过变导热系数和变热阻可以有效地控制温度,采用热控技术可以有效地控制热源和冷源的温度。
2.6单向导热技术
在重力热传导理论下,热管可以实现热传导的功能,热管为单壁铁铝石构件。热控制技术可用于太阳能技术和永久冻土工程。
3热管技术在热能工程中的应用
3.1热管技术在航空航天上的应用
在航空航天工业中,所有类型的航天器都面临着一个共同的问题,即航天器相对于太阳的温度特别高,而一侧相对于太阳的温度特别低。由于无法通过空气对流调节温度,因此两个部件之间的温差较高,在这种情况下,通过热控制技术可以快速地将两个部件之间的温差调到朝向太阳的一侧,是蒸发区的一侧,太阳对面的一侧是凝结水的一侧。热管的蒸发部分吸收太阳对面的大量热量。内部工质蒸发后,热量传递到冷凝区,热量在冷凝区释放,形成液体工质,流回蒸发部,再次循环。这样就可以通过连续的循环来实现飞船两侧的温度平衡,避免因温差过大而导致内部系统失效。
3.2热管技术在铁路冻土路基上的应用
在中国北方的一些地区,土壤终年结冰。在夏初,气温升高,永冻层自下而上融化。这样就会形成倾覆和铁路子系统的松散,导致列车脱轨等严重的交通事故。在这种情况下,采用低温热管可以有效地解决这一问题。见附件低温热管的使用是必要的,低温热管应在冻结的地板上埋置。在寒冷的季节,冻土的温度远高于空气的温度。此时热管内的液氨工质吸收冻土中的热量蒸发。在压差的影响下,氨不断流入管腔上部,并从上部释放阻尼潜热。然后它凝结成液体,流回蒸发器,在那里蒸发成气体,再次循环,热管可以把冻土加热到大气中,在暖季空气的温度比冻土的温度高很多。此时,当液氨蒸汽达到冷凝范围时,由于外部温度较高,氨蒸汽将不再冷凝,液氨不再蒸发,热管停止工作,空气中的热量不能通过这种方式传递到冻土中,冻土的温度一直保持在较高水平。
3.3热管技术在炼焦炉余热回收工程中的应用
一般来说,焦炉排放的烟气温度较高。如果不能回收利用,则会产生大量的废热,安装在焦炉烟囱内的热管可以有效吸收大量的废热。首先,热管中的工质吸收烟囱中的热量,蒸发成气体,到达冷凝区。冷凝区放热后,液体工质流回蒸发区,然后再次循环,由于热管传递的热量很大,脱盐水加热后会产生大量的汽水混合。汽水混合物在上升管的头部转化,然后进入汽包,关闭进入汽包的汽水分离。饱和蒸汽进入主蒸汽冷冻室,饱和水沿下游管头流入废水。关闭它,然后进入热管中的冷凝区并再次循环。
3.4热管技术在纺织行业余热回收工程中的应用
一般而言,热传导技术在纺织工业中用于热回收,特别是用于定型机的废热回收[1]。热管回收调节机排出的废气,然后将回收的热能输送回调节机的炉内。热管主要安装在出口处,使废气排放时,含有大量可从余热中回收的热量,在工作过程中产生最佳的热回收效果,使在负压作用下的新鲜空气流入热管的蒸发。蒸发器部分吸收大量热量后,被输送到高效传热系统的新风端,吸收了大量热量的新鲜空气可以流入调节机干燥炉的散热器,从而将废热再利用[2]。
3.5热管换热器在火电厂锅炉上的应用
热管换热器的基本结构是由许多排成管束的热管组成。液态气体和空气流过热管的两侧。热交换器的主要特点是:这是一种典型的逆流换热,由于热管本身接近等温功,使得热管换热器具有较高的传热能力,冷的和热的液体由一个隔离板隔开,防止两种液体从罐中逸出[3]。即使热管的一头断了,冷热液体也不会交叉,每根热管都是独立的,可以拆卸,便于维修和更换。热管换热器在火电厂锅炉空气预热器上的应用,有助于解决以往空气预热器的磨损、腐蚀、堵灰、漏风等问题。排气侧热管壁温是指通过调节热管腐蚀冷段和热段的尺寸,壁温可设定为高于烟气的水蒸气点。如果原材料温度高于酸露点和水蒸气点,固定在管外的废气应干燥,并按一定的排气速度施工,可使烟气本身吹灰,避免积灰堵塞;热管的结构保证了漏风系数等于零。即使有些热管腐蚀或磨损,由于热管两端的密封,也不可能漏气,热管风机在大型机组上的成功应用表明,它是一种理想的换热器[4]。
结语
综上所述,随着人力资源的开发和利用,传统能源正逐渐减少。在热工技术中应用热控技术,不仅可以实现有效的热流,而且可以节省大量的能源,达到节能的目的。尽管如此,在大力推广热管技术的过程中还存在一些技术问题,迫使研究人员进一步加大研究力度,解决热传导技术存在的问题,不断推动热传导技术的快速发展。
参考文献:
[1]刘闻.免疫OBR胞外近跨膜区蛋白对SD大鼠糖、脂代谢的影响[D].广东:南方医科大学,2013.
[2]李鹏.地源热泵道路融雪系统可靠性设计方法研究[D].湖北:武汉理工大学,2011.
[3]张沈生.城市供热模式评价理论方法及应用研究[D].吉林:吉林大学,2009.
[4]节能与环保成套技术体系在杭州地区居住建筑实践中的应用研究探索[Z].九三学社杭州市委员会.2009.