熱管換熱器的工作原理

熱管換熱器將一根金屬管的兩端予以封閉，然后設(shè)法將金屬管抽成真空后充入適量的工作液體 , 密封殼體即構(gòu)成一支重力熱管。為了強(qiáng)化傳熱，重力熱管上往往加裝上金屬翅片。

當(dāng)熱源對(duì)其下端加熱時(shí) , 工作液自熱源吸熱而汽化 , 蒸汽在壓差作用下 , 高速流向上端 , 向冷源放出潛熱而凝結(jié) , 凝結(jié)液在重力作用下，沿壁面從冷源端返回?zé)嵩炊送瓿梢粋€(gè)工作循環(huán)。如此往復(fù) , 便把熱量不斷地從熱源傳至冷源。

從熱管與外界的換熱狀況來看 , 沿其殼體軸向可分為三個(gè)工作段：加熱段;從熱源吸收熱量的工作段；絕熱段;運(yùn)送熱量的工作段；冷卻段;向冷源放出熱量的工作段。當(dāng)熱管正常工作時(shí) , 其內(nèi)部進(jìn)行著液體的蒸發(fā)、蒸汽的流動(dòng)、蒸汽的凝結(jié)、凝結(jié)液的回流等四個(gè)工作過程 , 這四個(gè)工作過程構(gòu)成了熱管工作的閉合循環(huán)。

熱管的傳熱原理決定著熱管有以基本特性：

（ 1 ）較大的傳熱能力，熱管巧妙的組織了熱阻較小的沸騰和凝結(jié)兩種相變過程，使它的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)紫銅導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)倍以至數(shù)千倍。

（ 2 ）優(yōu)良的等溫性，熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽由蒸發(fā)段流向冷凝段的壓力差很小，因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。

（ 3 ）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無運(yùn)動(dòng)部件和噪音。一根長(zhǎng) 0.6m 、直徑 13mm 、重 0.34kg 的熱管在 100 ℃ 工作溫度下，輸送 200w 能量，其溫降 0.5 ℃ ，而輸送同等能量同樣長(zhǎng)的實(shí)心銅棒重量為 22.7kg ，溫差高達(dá) 70 ℃ 。

將一定數(shù)量的熱管按一定的排列結(jié)構(gòu)組合在一起并將加熱段和冷卻段用隔板分隔開便可構(gòu)成熱管換熱器。熱管換熱器屬于熱流體與冷流體互不接觸的表面式換熱器。熱管換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效率高、壓損小。在傳遞相同熱量的條件下 , 熱管換熱器的金屬耗量小于其他類型的換熱器；換熱流體通過換熱器時(shí)的壓力損失比其他換熱器小 , 因而動(dòng)力消耗也小。由于冷、熱流體是通過熱管換熱器不同部位換熱的 , 而熱管元件相互又是獨(dú)立的 , 因此即使有某根熱管失效、穿孔也不會(huì)對(duì)冷、熱流體間的隔離與換熱有多少影響。此外 , 熱管換熱器可以方便地調(diào)整冷熱側(cè)換熱面積比 , 從而可有效地避免有腐蝕性氣體的露點(diǎn)腐蝕。熱管換熱器的這些特點(diǎn)正越來越受到人們的重視 , 其用途亦日趨廣泛。