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摘要:随着我国经济的日益繁荣,我国的科学技术水平也在不断地向高水平迈进,这就带动了热管工艺在热能利用领域也获得了广泛的应用。现阶段,热管技术在热工程领域的重视程度不断提高。同时,由于热管具有较强的导热特性,其热能也相当大,所以被越来越广泛的使用。笔者着重对热管技术的优点和工作原理进行了深入的分析,同时,本文也对热管技术在热能领域做了一个概论的说明。
关键词:热管工艺;性能特征;工作原理;热能产业
引言:热管材料具有优良的导热性能,因此其在介质间的传热效率很高。同时由于热管在导热过程中不太可能造成大量的热量损失,因此在工程领域被称为导电超水平导热材料。热管具有较强的传热能力。从其在当今时代的应用领域来看,热管材料已经成为各种建筑工程中最常用的导热材料。其广泛应用的重要原因是其具有有效使用周期长、传热系数高、稳定性高的特点,因此逐渐在各种热工工程中得到广泛应用。
1热管的组成成分和基本原理
1.1 热管的组成成分
常用的热管主要包括主体、内腔和毛细管结构三部分。热管真空提取是一个封闭的系统,主要部分是一个封闭的金属管道,由不锈钢、碳钢及其他金属,有少量的气体或液体和毛细结构的内部空腔,和金属管道中的气体和碎片不能包含在它。
1.2 热管的工作原理
从热管的组成我们知道,热管的一端是蒸发段,一端是冷凝段,中间是绝热段。当热管的蒸发段受到外界热量的作用时,蒸发段内的压力会迅速增大,毛细管物质中的液体通过蒸发流向冷凝段。冷凝段放出热量,将蒸汽冷却并冷凝成液体,液体随毛细管物质返回到蒸发段。如果你一直这样做,热量会从一端传到另一端。从热管内的工作过程来看,分为气化段、输送段和放热冷凝段三段。传热过程中,绝热部分提供了一个通道热管中液体的流动,也保证了蒸发段和冷凝段之间的隔离,所以热管的热量不会向外界发出,并确保有效的热量的传递。这种原理的热管称为毛细管热管。还有一种重力式热管,在热工中应用广泛。它利用冷凝段内液体的重力沿内壁向蒸发段流动。
2热管技术在热能工程的关键技术
热管技术在热能领域的应用主要有以下几个关键技术。(1)均匀温度技术,主要利用热管的等温特性,保证温度场从一个各处温度不一样的地方变成均匀的温度场。(2)分离技术。在传热过程中,热管将热段与冷段分离,因此分离技术的使用在生产项目中起着至关重要的作用。(3)交变热通量,通过热管可以实现小面积热输入和大面积热输出,也可以实现大面积热输入和小面积热输出,有效的单位面积换热。它在热能工程项目中起着非常重要的作用。(4)热控制,利用热管中的热阻可以有效地控制热管的传热,从而有效地控制温度。
(5)单向导热技术,重力热管可以实现单向导热,此时的热管是单向导热系统的一部分。该技术可用于太阳能工程和冻土工程。(6)高温热管技术,高温热管中的工作液体主要是金属液体,金属液体的优点主要是饱和蒸汽压力相对较低,避免在高温下对热管做出高压。主要用于核电站、太阳能电站、高温热风炉等重大高温工程。综上所述,热管技术在热工程中发挥着非同寻常的作用。
3 热管工艺在热能领域中的运用
3.1 热管工艺在废热收集中的运用
如今,热管技术在余热收集中的应用空间越来越广泛,从而可以抑制能量损失的问题,最大程度地消除能量损失。例如,在纺织工程行业中,热管装置可以将在特定设备中收集的热量收集起来,然后实现热量的回收。
在实施余热收集的过程中,在尾气通道出口设置热管装置,也可以高效完成尾气的收集和利用,从而在最宽范围内消除额外损失,实现能量的合理控制。在此基础上,热能装置的负压功能可以将新鲜空气导向热管空间中的蒸发段。储存相应的热能后,可在热管中导入新风空间,然后在定型装置的最后工序中送至烘箱散热部分。经过前面的工艺,一般可以实现余热收集工艺。这种废热收集过程相对简单,和废热回收速度相对比较快,纺织行业收集大量丰富的热量,这样的能量可以被重用,在很大程度上,减少投资成本,防止能量损失的现象。
3.2 热管工艺在锅炉装置运行中的运用
热管工艺侧重于依靠换热元件来实现传热。换热装置的运行机理是通过蒸发过程和冷凝过程将热管中的热量传递,然后实现热传导。它的特点是基本的:首先,每个热管部件在工作状态下是相互隔离的,这样有利于热管部件的维护;其次,冷介质和热介质可以更加完美的相互隔离,不会出现液体泄漏现象,整个部件也不会因为热管部件的损坏而损坏。在锅炉安装中采用热管技术,即用热管代替空气预热器,可以减少腐蚀和堵塞。热管烟气侧的壁面温度比较均匀,冷热段的控制可以更好的控制热管壁面温度。如果在换热过程中管壁温度控制不好,热管外表面就会干燥。热管换热器可以通过设定排烟速度来起到吹灰的作用,从而在一定程度上避免了堵塞的发生。另外,由于热管换热器本身具有漏风的功能,因此,也可以防止漏风。
结语
随着科学技术的不断进步,人们对能源使用的需求将会越来越强烈,而传统的能源也在日益减少。热管技术在热能工程中的应用,不仅可以实现热能的回收利用,而且在节能方面起到重要的作用。但在技术水平上还存在一些不足。因此,为了促进热管技术的稳定快速发展,今后应加强对热管技术的研究,解决热管技术中存在的问题。
参考文献:
[1]杨志光.浅谈热管技术在热能工程中的应用[J].赤子,2012(01):136-139.
[2]龚旻.应用热管技术提高锅炉热效率[J].上海铁道科技,2010(02).