12000Nm3/h热管换热器设计文献综述
2020-03-25 08:23:51
文 献 综 述
1 热管背景
热管是一种具有高导热性能的传热组件,热管技术首先于1944年由美国人高格勒(R#183;S#183;Gaugler)所发现,并以”热传递装置”(Heat Transter Device)为名取得专利,当时因未显示出实用意义,而没有受到应有的重视。直到六十年代初期,由于宇航事业的发展,要求为宇航飞行器提供高效传热组件,促使美国洛斯#8212;#8212;阿拉莫斯科学实验室的格罗弗(G#183;M#183;Grover)于1964年再次发现这种传热装置的原理,并命名为热管(Heat Pipe),首先成功地应用于宇航技术,之后引起了各国学者的极大兴趣和重视。热管技术于上世纪七八十年代进入中国。
我国于年开始的热管研制工作, 首先是为航天技术发展的需要而进行的。1976年12月7日, 在卫星上首次应用热管取得了成功。我国气象卫星也应用了热管, 获得了预期效果。我国在热管方面的研制工作起步较早。南京工业大学于年就开始了这方面研制工作, 并和南京炼油厂共同完成了国内第一台热管。以后几年, 热管相继在纺织、石油、化工等行业用于余热回收及干燥工艺上。各研究热管的科研单位和大专院校都先后与制造热管的厂家组成了科研生产联合体, 在扩大热管应用范围和有效、合理地使用热管等方面起了推动作用[1]。
2 热管结构
热管是一种高效传热元件,其导热能力比金属高几百倍甚至是几千倍,其结构及工作原理示意图见图1[2]。热管通过管壳内的工质的蒸发与凝结来传递热量,因为利用了工质的相变换热,使热管具有极高的导热性,良好的等温性,冷热两侧的传热面积可以任意改变,可远距离传热,可控温度等一系列优点。
如上图,热管的基本构造包括:
① 容器(container[3-4]):原则上是一根两端封死金属管。可使用普通的管子或带翅片的管子;
② 内芯[5](wick):其目的是促进热管内工作液体的回流。有的是将具有毛细管作用的内芯插入容器内壁,有的是和容器做成一体。
③ 工作流体(working fluid[6-8]):封入容器的内部,起传热介质的作用,进行蒸发、冷凝的两相可逆变化,一般选用潜热大、渗透性好的流体。