摘要：热管的应用越来越广泛，热管技术也受到越来越多的人们重视热管技术发展到现在，在热能工程中取得了很大的成效并与热能工程技术相互促使彼此不断发展本文将对热管技术的基础知识及其在热能工程中的应用作出介绍，以望能对热管技术及热能工程的研究者有所帮助。

关键词：热管技术；热能工程；应用

1热管简析

1.1热管的基本结构

热管有三个主要组成部分管壳、吸液管（管芯）、与工作液体管壳一半采用不锈钢、铜、碳钢等金属材料作为主要材料热管是一种封闭式结构，能够承受极大压力吸液管紧贴管壁，通常由孔多毛细的结构材料构成工作液体存在于热管的内部空腔，是工作状态卜传递热量的介质工作液体一般有甲醇、丙醇、水、氨等，不包括管内可能存在的空气或者其他杂物工作液体在工作时处于液体与气体两种状态，一般在热管处于真空状态时被填充进去。

1.2热管的工作原理

根据热管的状况可分为三个工作段：蒸发、冷凝、绝热在工作时外部的热量致使蒸发段和内部的液体温度升高继而蒸发，此时蒸发段的气压会迅速升高，当气压升高到饱和蒸发压时热量将会通过潜热的形式传递给蒸汽在这个工作过程中，由于蒸发段的饱和蒸汽压不断的升高，导致冷凝段的气压远低于蒸汽段的气压，这时蒸汽就会从蒸汽通道流向冷凝段，继而在冷凝段发生冷凝放出潜热放出的潜热会通过吸液管与热管管壁将热量传递至管外，如此一来就完成了无外力作用的热传统过程液体释放完热量后将会沿吸液管回流，最终返回到蒸发段，再继续进行卜一次的热传递在这个过程不断反复卜热量将不断的从蒸发段传递至冷凝段在这个过程中，绝热段将起到三点作用：为流动液体提供通道；将冷凝段与蒸发段完全区隔开；确保热管热量失散到外界绝热段的这三点作用有效地保证了热量的传递。

1.3热管技术的特点

热管技术与常规换热技术相比具有以卜特点：

1.3.1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，同重量状态卜能够多传递几个数量级的热量并且热管换热器的效率一般都在80%以上，能够有效利用形式多样、数量巨大的地热能、太阳能、工业废热等进行能源的回收。

1.3.2管壁温度可调

热管的管壁温度可以调节，而该特点在热交换与低温余热的回收中起到了相当重要的作用正因为该特点，热管可通过热流变化将热管管壁的温度保持在低温度流体的漏点以上，从而保证设备的长期运行。

1.3.3安全性

热管换热器几乎没机械障碍，是二次问壁换热，在实际工作中，热管一般不会蒸发段与冷凝段同时受损，所以设备的运行有可靠的保障。

除了这三点，热管技术还有适应期强、阻力小等特点，这些特点衍生了特殊的热管技术关键，将热管技术大范围的应用变为了现实。

2热管的应用技术关键

上文中我们对热管及热管技术的特点做出了一个简单介绍，正因为热管技术拥有这些特点，才会产生以卜几种应用技术关键，也直接促使热管技术的广泛应用。

2.1 均温技术

可变导热管可实现变工情况下冷热源的恒温.例如，当热源温度或者热负荷发生了较大变化时，热汇或冷凝段温度保持不变.又或者能够实现热管或热源温度不因热汇或热负荷温度变化而变化. 均温技术主要是利用了热管的等温性，将各处的温度不相等的温度场变为各处温度均恒的等温场.

2.2 汇源分隔技术

该技术主要是利用热管将冷源与热源进行分隔，从而达到热交换的目的.分隔距离的长短则可根据实际采用的热管性能与现场需求来决定，长能够达百米而短则短至几十厘米，该技术在连续生产中能起到很大效果.

2.3 交变热流密度

该技术主要指能够通过热管实现小面积输入热量而大面积输出热量与大面积输入热量而小面积输出热量.该技术能够有效实现单位冷却传热面积与单位加热传热面积间热流量的变换。

2.4 热控制技术

热控制技术主要是利用可变导热管，可变导热管的热阻能够发生变化的特点，在工程中可利用这种应用实现传热控制，如此一来就可进行温度控制.在工程中，该技术一般是应用在冷源与热源的温度控制上.

2.5 旋流传热技术

旋流传热指的是利用运动所产生的离心力帮助热管内工作液体自冷凝段回流至蒸发段，也指通过工作液体的位差而实现回流.在实际应用中，该技术通常并应用在电机轴或者高速转头之类高速回转轴件的工程项目上.

2.6 单向导热技术单

向导热技术指的是利用热管理论，实现热管的单向导热.在该技术状况下，热管就成为了进行单向导热的零件.在现实中，该技术一般被应用于冻土永冻或者太阳能工程项目上.

2.7 微型热管技术

微型热管与普通热管有所不同，微型热管的的毛细力由蒸汽通道旁的液缝弯月面提供，而不像普通热管一样由吸液芯产生.该技术多用于电脑 CPU 散热2半导体芯片或集成电路等项目.

3热管技术的实际应用

.3.1 炼焦炉余热回收工程

炼焦炉排放出的烟气一般情况下温度都比较高，如果直接排除而不加以回收利用将造成很大的浪费.此时，如果在炼焦炉的烟筒中安装热管，就可实现余热的吸收利用.其工作原理流程为：首先热管内的介质吸收烟气的热量，吸收了热量后介质将蒸发成气体，下一步气体经由绝热段进入到冷凝段，在冷凝段内介质释放出热量后回复原状态而后进行回流，下一个循环继续进行.而在冷凝段释放出的热量可用于加热除盐水. 炼焦炉中的热管能够传递相当大的热量，因此除盐水可以被加热至产生大量汽水混合物，该混合物能够在上升管集箱混合，进而进入到气泡并在其中完成汽水分离，饱和蒸汽就会流入到主蒸汽管道，而饱和水则会沿着下降管流入到下降管集箱中，并且最终会回到热管冷凝段进行再次循环.

3.2 纺织余热回收

热管技术还可应用于纺织业的余热回收中. 在现阶段，纺织业主要是利用热管技术进行定型机的废气余热回收工作.其工作流程为：热管将废气中的热能进行回收，接着将回收到的热能出送至定型机的烘箱内.在进行该工作时，热管一般被安装于废气排放口，废气一排出就可进行余热的回收，避免了热能不必要的损失可达到最佳的回收效果。

3.3 航空航天应用

热管技术还在航空航天中起到了重用作用.对航天有所了解的人都知道，不管是何种的航天器都会面临着一个难题：正对太阳一侧的温度非常高，而背对太阳一侧的温度则非常低.在太空中，空气无法对流，故而航天器的两侧无法进行温度的调节，这也就导致两侧的温差巨大.在无法实现空气调节的情况下，使用热管技术进行调节可以减少两侧的温差，最快速度的实现温度平衡.航天技术中，航天器中安装热管，正对太阳的一侧是蒸发段，而背对太阳的一侧则是冷凝段.实际工作中，蒸发段在温度高的一侧吸收大量的热能实现内部介质的蒸发，介质蒸发后传递到冷凝阶段，在冷凝阶段释放热量后恢复原始状态回流至蒸发段进行再次循环.正是这种不断的循环能够实现航天器两侧温度的平衡，能够有效避免温差过大而造成的故障。

参考文献：

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