热能工程中热管技术应用分析司鹏

热能工程中热管技术应用分析司鹏

司鹏

(广东美的厨房电器制造有限公司528311)

摘要：改革开放以来，我国各项事业均取得了不同程度的发展，随着社会经济的持续增长，我国对于社会主义现代化建设过程中工程项目的质量提出了越来越高的要求。在对项目施工过程中进行优化管理使得热能工程的质量有了极大的保证，市场经济是一个优胜劣汰的大环境，因此，一种更高的工程要求逐渐产生，怎样做好当前的重点工作，以此适应新形势便成为了我们工作的关键。基于此，本文就热管技术在热能工程中的应用展开分析与研究，促进热管工程的快速发展。

关键词：热能工程；热管技术；应用

引言：自我国加入世界贸易组织以来，包括工程项目在内的我国各行业面临着诸多重大机遇与挑战，随之对其质量的发展、提高也提出了更高的要求。通过落实中央规划工作重心，我国工程项目施工技术也得到了极大地改善与提高，在热能工程项目的施工管理中也逐渐积累了一些经验和技巧，这些经验与技巧在我国社会主义现代化建设过程中也发挥了极大地推动作用，缩短了我国热能工程项目与发达国家之间的差距，也给热能工程带来了较大的效益。

一、热管的工作原理

热管在应用的过程中，可以分为三段，具体包括蒸发段、绝热段、冷凝段。其中，绝热段在中间，蒸发段与冷凝段在两边。在加热过程中，蒸发段受热会导致液体蒸发，所产生的蒸汽会带走热量流向冷凝段。在冷凝段放热冷却后，蒸汽就会冷凝为液态，沿着管芯的毛细多孔材料再次流回到热管的蒸发段。这就形成了一个闭合的循环回路，让热量在热管中不断的传递。如果将热管进行立式放置，还可以利用重力作用，让冷凝后的液体沿着热管的内壁回流到蒸发段。这种重力式热管不需要管芯提供毛细作用力，也被称作两相热虹吸管。

二、热管技术的特点

2.1传热效率高

热管式热转换器的传热单元，导热性强。热管与铜、铝、银等金属相比，在同重量状态下能够多传递几个数量级的热量。并且热管换热器的效率通常都是在80%以上，能够有效利用数量巨大、形式多样的太阳能、地热能、工业废热等进行有效的能源回收。

2.2恒温

当热源的温度产生很大变化时，可变导热管不会受到热源温度的影响，能够有效保持冷凝段的液体温度不发生变化，从而实现冷热源的恒温。与其他的换热方式相比，可变导热管的恒温特点使其在具体的应用过程中，具有很大的优势。以汽车尾气余热回收利用为例，随着汽车的运行状态发生变化，其尾气的热负荷及排气温度也会有所改变，汽车排放的尾气温度有时会高达600到700摄氏度。但是，要想实现有效的余热回收利用，冷凝段或是热源的温度应当保持稳定，而可变导热管的恒温特性，可以有效的解决这类问题。

2.3热管换热设备较常规设备更安全、可靠，可长期连续运行

这一特点对连续性生产的工程有特别重要的意义。常规换热器设备一般是间壁换热，冷热流体分布在器壁的两侧流过，如管壁或者器壁有泄漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，则是在二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段才能传到冷流体，而热管一般不能可能在蒸发和冷凝段同时破坏，所以大大增加了设备运行的可靠性。

三、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，各类航天器都面临着一个共同的难题，那就是航天器正对着太阳的部位温度特别高，而背对太阳的一侧温度又特别低，由于无法通过空气的对流完成气温的调节，因此这就导致两部分的温差高达300℃以上。在这样的情况下，利用热管技术可以快速实现两部分温差的平衡。将热管安装到航天器中，面对太阳的一侧是蒸发段一侧，背对太阳的一侧是凝结段一侧。热管的蒸发段在面对太阳的一侧吸收了大量热量，其内部的工作介质蒸发后将热量传递到冷凝段，并在冷凝段释放热量再次形成液态工作介质流回蒸发段，然后再次进行循环。这样往复不停的循环就可以实现航天器两侧温度的平衡，从而避免因温差过大导致内部系统故障。

3.2热管技术在纺织行业余热回收工程中的应用

通常情况下，热管技术在纺织行业进行余热回收时主要进行定型机的废气余热的回收。在这个过程中，热管将定型机内排出的废气中进行热能回收，然后再将回收的热能重新输送到定型机烘箱内。热管主要安装在废气排放口处，这样当含有大量热的废气一排出就可以进行余热回收，这样可以达到回收热能的最佳效果。在工作过程中，鲜风在定型机内负压的作用下流入热管的蒸发段，在蒸发段吸收大量的热量后被传递到高效传热热管的新风端，然后吸收了大量热量的新风就可以流到定型机烘箱散热器附近，这样就完成了余热的回收。

3.3热管技术在锅炉上的应用

热管技术在锅炉中具有广泛的应用。空气预热器是锅炉的重要组成部分，在锅炉的运行过程中，发挥着重要的作用。但是，对于一些传统的空气预热器来说，长时间使用会存在磨损、低温腐蚀、积灰、漏风等现象，如果不采取相应的措施，会严重影响锅炉的正常使用，其安全性与经济性难以得到有效保障。用热管作为传热元件组成的空气预热器，取代原本使用的空气预热器，可以有效地解决上述存在的问题。这是因为热管在烟气侧的管壁温度相对来说是比较均匀的，并且管壁温度能够得到有效的控制，当烟气侧的管壁温度超过烟气的酸露点与水蒸气露点时，就能在很大程度上避免腐蚀现象的发生。另外，如果没有控制好烟气侧的管壁温度，还可以通过设计一定的烟速，使得烟气具有自吹灰作用，可以避免堵灰现象的产生。与此同时，因其本身的漏风系数为零，在应用的过程中不易出现漏风现象。

3.4热管技术在铁路冻土路基上的应用

在我国北方的某些地区，土壤常年处于冻土状态，每到初夏，温度升高，冻土层自下而上融化，这样就会形成翻涌导致铁路路基松懈，从而引发列车脱轨等严重交通事故。在这种情况下，使用低温热管就可以有效解决这个难题。在使用低温热管的过程中，首先要将低温热管埋进冻土层。在寒冷的季节里，冻土的温度远高于空气的温度，此时热管内的液氨工质因吸收了冻土中的热而蒸发，氨蒸汽在压力差的作用下，不断流到管腔的上部，并在上部释放出汽化潜热，然后冷凝成液体后流回蒸发段，然后再在蒸发段蒸发成气体再次进行循环，这样，通过低温热管就可以将冻土中的热输送到大气中。在温暖的季节，空气的温度远高于冻土的温度，此时液氨蒸汽到达冷凝段后，由于外部温度较高，氨蒸汽不再冷凝，此时便会达到汽相和液相之间的平衡，液氨便不再蒸发，热管也就停止了工作，空气中的热量也不能传递到冻土之中。这样一来，冻土的温度一直保持着上面温度高，下面温度低的状态，从而有效避免了翻涌现象的出现。

四、结束语

随着社会生活水平的提高和人们对自然资源的使用，可以供人们继续使用的各种不可再生资源正在逐渐的走向枯竭，而在资源短缺的形势下，在热能工程中引入热管技术，对于实现热能领域的资源回收以及节约资源都有很大的积极作用。

参考文献：

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