熱管技術在熱能工程中的應用分析

吳慶非

摘 要：近年來，隨著科技日新月異，熱管技術利用率逐漸加大，在諸多領域中都收獲了不小成就。本文將主要圍繞熱管的作業原理、分類及特征展開分析，并探究其在熱能工程中的實際運用。

關鍵詞：熱管技術；熱能工程；航空業

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.095

0 引言

端蓋、管殼、吸液芯是熱管的三大構成部分，其作業流程是通過液體蒸發、流動、凝結與凝結液的回流構成的封閉循環。此種構造能讓熱管始終維持封閉狀態，而且可承載外部較高壓力，并且還能確保內在構造的可靠性。

1 熱管作業原理

依據熱管的傳熱情況，可把其的作業流程劃分成蒸發時期、傳輸時期、凝結時期三個作業時期。在熱管的一側被熱源實施加熱時，工作液會受此蒸發，形成的氣體的壓差的影響下迅速向著熱管的另一側移動，在另一側釋放潛熱從而凝結。而凝結液在吸液芯毛細抽吸力的影響下，自冷端遷移至熱端。這樣重復循環，熱量便在熱端連續不斷的傳輸到冷端，此種循環是迅速展開的，熱量能持續性的被傳遞。在熱量展開傳輸的進程中，要把2端的傳輸予以分離，這樣一來能確保熱量的高效傳輸，保障其在傳輸進程中減少熱量虧損[1]。

2 熱管的類分

熱管的種類繁多，一般依據各種區分標準有著相應對的類分形式。依據作業溫度區分，熱管通常主要有低溫熱管，作業溫度小于-200℃；極低溫熱管，作業溫度在-200℃到60℃；常溫熱管，作業溫度為60℃-260℃；中溫熱管，作業溫度為260℃-610℃；高溫熱管，作業溫度超過610℃。依據工作流回流規律區分，熱管通常有旋轉熱管、有芯熱管、重力協助熱管等之分。依據形態區分，其通常有可彎曲型、L型、版型、管型等等。

3 熱管技術的特征

首先，具有安全性。熱管技術在實際操縱過程中是無束縛的，也不會出現2次轉換，因此普通作業過程中并不會出現破壞情況。在作業進程中可確保相關搭配的設施常規運作，保證總體工作進程的穩定性、安全性與可靠性。

其次，傳熱速率大。熱管在展開熱量輸送過程中往往是運用其自身的熱導單元，導熱效果良好。將其和普通的金屬做對比，熱管可以良好的輸送能量。另外，熱管的速率往往維持在84%之上，可以高效的運用的熱能，確保能源的科學運用，節約能源。

最后，恒溫效果。在熱源溫度開始出現較大轉變時，可變導熱管并不會隨著其溫度的升高而升高，而且能高效維持凝結位置的液體溫度不變，進而讓冷熱源具有穩定性。將其和其余換熱形式做比較，此種熱管的恒溫特征讓其在實際的運用進程中，彰顯出明顯優點。比如：就車輛尾氣余熱收回使用來講，伴隨車輛的運作形態出現轉變，其尾氣的排期溫度與熱負荷均會漸漸轉變，甚至尾氣溫度會上升至650℃-750℃。然而，若想良好高效的展開余熱收回使用，熱源與凝結位置的溫度必須要維持恒定，而可變導熱管此種優越屬性，能良好處理此種問題。

4 熱管技術在熱能工程中的實際運用

此技術誕生與20世紀61年代的美國，截至目前為止，有著五十多年的發展歷程，這項技術具備其余正常的熱換技術不能擁有的功效且性能良好，所以實用性較高。另外，伴隨熱管技術的進步，此技術在世界各個國家中廣泛推行研發，熱管的制作資金投入愈來愈少，這便直接推動此技術普及面的增加，目前熱管技術現已運用到了工業商品、航空航天等諸多工程之中，并且，歷經五十年的成長探究，國內熱管技術現已走在國際前端，將其優勢展現的淋漓盡致。

（1）在鍋爐中的運用。此技術在鍋爐中被普遍運用。鍋爐中的核心構成部分：空氣預熱器，在確保鍋爐正常運作中有著至關重要的作用。然而，針對以往的空氣預熱器而言，長久性運用會出現漏風、低溫腐化、損耗、堵灰等情況，若是不利用有效對策，必然會干擾鍋爐常規應用，其可靠性和安全性匱乏高效保證。在空氣預熱器中添加熱管，將其當做傳導元件，能輕松處理以上狀況。主要是由于熱管在煙氣端的管壁溫度是較為均衡的，而且其能被高效掌控，在管壁溫度上升大于水蒸氣露點和酸露點時，便能最大化的杜絕腐化問題出現。與此同時，若是未掌控好煙氣端的管壁溫度，還可利用策劃相應的煙速，讓煙氣具備自吹灰功效，能杜絕積灰情況發生。另外，由于其自身的漏風參數是0，在使用進程中不會時常發生漏風問題。

（2）在余熱回收中的利用。在余熱收回過程中，此技術同樣能發揮良好作用，具備較大的使用意義。針對紡織領域而言，熱管能利用余熱回收，把熱量輸送到制定的裝備之中，從而確保熱量循環使用。在余熱收回進程中，把熱管裝置在廢棄排出口處，能收回諸多廢棄里的熱量，這樣一來，能高效節省能源，減少生產資金投入，杜絕經濟虧損。其關鍵的作業原理為，鮮風在定型機的負壓影響下輸進熱管的蒸發位置之后，熱管逐步吸納熱量，之前的鮮風流經傳熱管的新風階段中，最終輸進定型機烘箱的散熱器內。這便是余熱收回的重點作業環節，較為簡易，所以，此技術備受人們所青睞和認可，得以普遍運用。

（3）在其余方面的使用。不單單有上述2個方面，此技術在其余領域的運用也非常普遍，比如：航空領域、道路交通等等。第一，在國內部分北區區域，冬天的溫度通常較低，會致使土體變成凍土的形態。在夏天來臨之際，隨著溫度不斷提高，凍土層會從下到上的消融，從而發生翻涌問題。在此狀況下，鐵路路基穩定性會漸漸下降，有較大幾率會引發交通事故，造成巨大經濟損失和人身安全問題。要想高效處理這一問題，要科學合理的使用低溫熱管技術。經過剖析熱管的特征可知，熱管能良好的順應溫差轉變，而且高效的均衡溫差。在建設鐵路路基過程中國要使用低溫熱管，在熱量反復傳輸的基礎上，能均衡空氣和凍土層間的溫度，進而高效杜絕翻涌問題的發生，減少交通安全事故的出現幾率。第二，把熱管裝置到航天器之中，還能迅速的均衡航天器兩端溫度。熱量互相輸送，能最大化的減少由于溫差較大而致使航天器無法正常工作。

5 結論

綜上所述，伴隨社會的不斷進步，人們對資源的研發和使用力度逐漸加強，致使大量資源漸漸枯竭。但把熱管技術運用在熱能工程中，便能加大能源的使用率，杜絕能源浪費現象。

參考文獻：

[1]楊慧鑫.熱管技術在熱能工程中的應用探究[J].甘肅科技，2014

，30（17）：71-73.