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热管

发布时间:2008-08-02 00:00 作者:互联网 来源:百科
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热管 heat pipe图片:reguan热管(卷名:机械工程)heat pipe  一种高效的强化传热(见传热强化)元件。热管具有很多独特的优点,受到世界各国广泛的研究和应用。1942年,美国人R.S.高格勒提出热管的工作原理,但未引
热管 heat pipe


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reguan
管(卷名:机械工程)
heat pipe

  一种高效的强化传热(见传热强化)元件。热管具有很多独特的优点,受到世界各国广泛的研究和应用。1942年,美国人R.S.高格勒提出热管的工作原理,但未引起人们的注意。1964年,因为航天技术的需要,美国人G.M.格罗弗发明了这种新型的传热元件。从此,这项传热新技术在各国引起了很大的重视。热管的理论、性能、寿命和制造工艺等问题都得到广泛的研究。从70年代开始,热管已从实验室研究迅速地转向实用阶段
  热管广泛用于航天器的温度控制、电子器件的冷却,以及热管等温炉、换热器、太阳能集热器、深冷手术器和各种能量回收系统中的换热装置。它也是研制中的热气机传热系统的理想器件。
  结构和原理  热管是一个封闭系统,由管壳、吸液芯和工质组成(见图)。管壳是一根金属圆管或其他几何形状的容器。吸液芯是紧贴在管壳内壁上的毛细结构,由多孔材料构成。传递热量的载热工质按工作要求选用,可从深冷液化气直到液态属。热管是利用工质相变的物理过程来传递热量的。当热量从蒸发段传入时,吸液芯内的工质便受热蒸发,由此产生的压差使蒸气流向冷凝段。蒸气在冷凝段接触到比较冷的吸热芯表面便凝结成液体,放出热量。而工质在蒸发段蒸发的结果,使那里的气液交界面下凹,形成许多弯月形液面,产生毛细压头,把冷凝液送回蒸发段,补充工质消耗,完成闭合循环。这样,工质的蒸发和冷凝便把热量源源不断地从热端传到冷端。



  性能特点  热管的特点是当量热导率(见热传导)高和等温性好。工质的气化潜热通常很大,所以有很高的热导率。在同样的传热温差下,热管的热导率比相同尺寸的金属棒高几十倍至几千倍。工质的沸点取决于相应的压力,而根据理论分析和实验测定得知,热管内压力沿轴线的变化不大,管内各点的温度也相差不多,因而热管具有良好的等温性。此外,热管还具有结构简单轻巧、可变热流密度,以及充入适量惰性气体后可自动控制温度等特点,这使它成为一种多用途的高效传热元件。
  热管的性能与结构、尺寸、形状、工质物性和重力方向的夹角等因素有关。它的寿命取决于工质与材料的化学相容性,因为不相容意味着它们会发生化学反应而生成不凝气体,导致热管性能恶化甚至失效。
  分类  热管种类繁多,通常按工作温度或结构特点来区分(见表)。



  参考书目
 马同泽等编著:《热管》,科学出版社,北京,1983。
 P.D.邓恩、D.A.雷伊著,周云海译:《热管》,国防工业出版社,北京,1982。(P.D.Dunn,D.A.Reay,Heat Pipes,Pergamon Press Ltd.,London,1978.)

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