熱管技術(shù)在熱能工程中的應(yīng)用分析

吳慶非

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

關(guān)鍵詞：熱管技術(shù)；熱能工程；航空業(yè)

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(gòu)成部分，其作業(yè)流程是通過(guò)液體蒸發(fā)、流動(dòng)、凝結(jié)與凝結(jié)液的回流構(gòu)成的封閉循環(huán)。此種構(gòu)造能讓熱管始終維持封閉狀態(tài)，而且可承載外部較高壓力，并且還能確保內(nèi)在構(gòu)造的可靠性。

1 熱管作業(yè)原理

依據(jù)熱管的傳熱情況，可把其的作業(yè)流程劃分成蒸發(fā)時(shí)期、傳輸時(shí)期、凝結(jié)時(shí)期三個(gè)作業(yè)時(shí)期。在熱管的一側(cè)被熱源實(shí)施加熱時(shí)，工作液會(huì)受此蒸發(fā)，形成的氣體的壓差的影響下迅速向著熱管的另一側(cè)移動(dòng)，在另一側(cè)釋放潛熱從而凝結(jié)。而凝結(jié)液在吸液芯毛細(xì)抽吸力的影響下，自冷端遷移至熱端。這樣重復(fù)循環(huán)，熱量便在熱端連續(xù)不斷的傳輸?shù)嚼涠?，此種循環(huán)是迅速展開(kāi)的，熱量能持續(xù)性的被傳遞。在熱量展開(kāi)傳輸?shù)倪M(jìn)程中，要把2端的傳輸予以分離，這樣一來(lái)能確保熱量的高效傳輸，保障其在傳輸進(jìn)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(jù)各種區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)有著相應(yīng)對(duì)的類分形式。依據(jù)作業(yè)溫度區(qū)分，熱管通常主要有低溫?zé)峁?，作業(yè)溫度小于-200℃；極低溫?zé)峁?，作業(yè)溫度在-200℃到60℃；常溫?zé)峁?，作業(yè)溫度為60℃-260℃；中溫?zé)峁?，作業(yè)溫度為260℃-610℃；高溫?zé)峁?，作業(yè)溫度超過(guò)610℃。依據(jù)工作流回流規(guī)律區(qū)分，熱管通常有旋轉(zhuǎn)熱管、有芯熱管、重力協(xié)助熱管等之分。依據(jù)形態(tài)區(qū)分，其通常有可彎曲型、L型、版型、管型等等。

3 熱管技術(shù)的特征

首先，具有安全性。熱管技術(shù)在實(shí)際操縱過(guò)程中是無(wú)束縛的，也不會(huì)出現(xiàn)2次轉(zhuǎn)換，因此普通作業(yè)過(guò)程中并不會(huì)出現(xiàn)破壞情況。在作業(yè)進(jìn)程中可確保相關(guān)搭配的設(shè)施常規(guī)運(yùn)作，保證總體工作進(jìn)程的穩(wěn)定性、安全性與可靠性。

其次，傳熱速率大。熱管在展開(kāi)熱量輸送過(guò)程中往往是運(yùn)用其自身的熱導(dǎo)單元，導(dǎo)熱效果良好。將其和普通的金屬做對(duì)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(yùn)用的熱能，確保能源的科學(xué)運(yùn)用，節(jié)約能源。

最后，恒溫效果。在熱源溫度開(kāi)始出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)變時(shí)，可變導(dǎo)熱管并不會(huì)隨著其溫度的升高而升高，而且能高效維持凝結(jié)位置的液體溫度不變，進(jìn)而讓冷熱源具有穩(wěn)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(shí)際的運(yùn)用進(jìn)程中，彰顯出明顯優(yōu)點(diǎn)。比如：就車輛尾氣余熱收回使用來(lái)講，伴隨車輛的運(yùn)作形態(tài)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，其尾氣的排期溫度與熱負(fù)荷均會(huì)漸漸轉(zhuǎn)變，甚至尾氣溫度會(huì)上升至650℃-750℃。然而，若想良好高效的展開(kāi)余熱收回使用，熱源與凝結(jié)位置的溫度必須要維持恒定，而可變導(dǎo)熱管此種優(yōu)越屬性，能良好處理此種問(wèn)題。

4 熱管技術(shù)在熱能工程中的實(shí)際運(yùn)用

此技術(shù)誕生與20世紀(jì)61年代的美國(guó)，截至目前為止，有著五十多年的發(fā)展歷程，這項(xiàng)技術(shù)具備其余正常的熱換技術(shù)不能擁有的功效且性能良好，所以實(shí)用性較高。另外，伴隨熱管技術(shù)的進(jìn)步，此技術(shù)在世界各個(gè)國(guó)家中廣泛推行研發(fā)，熱管的制作資金投入愈來(lái)愈少，這便直接推動(dòng)此技術(shù)普及面的增加，目前熱管技術(shù)現(xiàn)已運(yùn)用到了工業(yè)商品、航空航天等諸多工程之中，并且，歷經(jīng)五十年的成長(zhǎng)探究，國(guó)內(nèi)熱管技術(shù)現(xiàn)已走在國(guó)際前端，將其優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)的淋漓盡致。

（1）在鍋爐中的運(yùn)用。此技術(shù)在鍋爐中被普遍運(yùn)用。鍋爐中的核心構(gòu)成部分：空氣預(yù)熱器，在確保鍋爐正常運(yùn)作中有著至關(guān)重要的作用。然而，針對(duì)以往的空氣預(yù)熱器而言，長(zhǎng)久性運(yùn)用會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)、低溫腐化、損耗、堵灰等情況，若是不利用有效對(duì)策，必然會(huì)干擾鍋爐常規(guī)應(yīng)用，其可靠性和安全性匱乏高效保證。在空氣預(yù)熱器中添加熱管，將其當(dāng)做傳導(dǎo)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(diǎn)和酸露點(diǎn)時(shí)，便能最大化的杜絕腐化問(wèn)題出現(xiàn)。與此同時(shí)，若是未掌控好煙氣端的管壁溫度，還可利用策劃相應(yīng)的煙速，讓煙氣具備自吹灰功效，能杜絕積灰情況發(fā)生。另外，由于其自身的漏風(fēng)參數(shù)是0，在使用進(jìn)程中不會(huì)時(shí)常發(fā)生漏風(fēng)問(wèn)題。

（2）在余熱回收中的利用。在余熱收回過(guò)程中，此技術(shù)同樣能發(fā)揮良好作用，具備較大的使用意義。針對(duì)紡織領(lǐng)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(huán)使用。在余熱收回進(jìn)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(lái)，能高效節(jié)省能源，減少生產(chǎn)資金投入，杜絕經(jīng)濟(jì)虧損。其關(guān)鍵的作業(yè)原理為，鮮風(fēng)在定型機(jī)的負(fù)壓影響下輸進(jìn)熱管的蒸發(fā)位置之后，熱管逐步吸納熱量，之前的鮮風(fēng)流經(jīng)傳熱管的新風(fēng)階段中，最終輸進(jìn)定型機(jī)烘箱的散熱器內(nèi)。這便是余熱收回的重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，較為簡(jiǎn)易，所以，此技術(shù)備受人們所青睞和認(rèn)可，得以普遍運(yùn)用。

（3）在其余方面的使用。不單單有上述2個(gè)方面，此技術(shù)在其余領(lǐng)域的運(yùn)用也非常普遍，比如：航空領(lǐng)域、道路交通等等。第一，在國(guó)內(nèi)部分北區(qū)區(qū)域，冬天的溫度通常較低，會(huì)致使土體變成凍土的形態(tài)。在夏天來(lái)臨之際，隨著溫度不斷提高，凍土層會(huì)從下到上的消融，從而發(fā)生翻涌問(wèn)題。在此狀況下，鐵路路基穩(wěn)定性會(huì)漸漸下降，有較大幾率會(huì)引發(fā)交通事故，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人身安全問(wèn)題。要想高效處理這一問(wèn)題，要科學(xué)合理的使用低溫?zé)峁芗夹g(shù)。經(jīng)過(guò)剖析熱管的特征可知，熱管能良好的順應(yīng)溫差轉(zhuǎn)變，而且高效的均衡溫差。在建設(shè)鐵路路基過(guò)程中國(guó)要使用低溫?zé)峁?，在熱量反?fù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，能均衡空氣和凍土層間的溫度，進(jìn)而高效杜絕翻涌問(wèn)題的發(fā)生，減少交通安全事故的出現(xiàn)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(wú)法正常工作。

5 結(jié)論

綜上所述，伴隨社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)資源的研發(fā)和使用力度逐漸加強(qiáng)，致使大量資源漸漸枯竭。但把熱管技術(shù)運(yùn)用在熱能工程中，便能加大能源的使用率，杜絕能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊慧鑫.熱管技術(shù)在熱能工程中的應(yīng)用探究[J].甘肅科技，2014

，30（17）：71-73.