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热管发展历程]
1964年:发明于美国洛斯-阿洛莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)。
1964-1970年:理论研究高峰期,近千篇论文发表。
1970-1980年:机密性应用研究,空间核电源、电子仪器散热、航天飞行器均温等节能应用性研究,热管换热器,太阳能发电,高效化学反应器。
1980-2000年:电子电器散热、计算机CPU散热、大型空气预热器、高温热管换热器、高温高压化学反应器。
2000-2010年:高效微型热管技术、高温大型热管技术、高效热管反应设备技术、各种高效热管换热装备。
[热管基本特性]
相变传热,极高的传热效率;
内热阻极小,当量导热系数极高,有热超导体之称;
灵活多变的结构形式及型体尺寸;
具有很好的等温表面;
蒸发段和冷凝段可以分隔很远;
输入输出的热流密度可以变化;
热虹吸管具有单向导热性。
[热管分类]
按照工作液体回流动力区分有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等等。
按照热管管内工作温度区分低温热管、常温热管、中温热管、高温热管等。
按照管壳与工作液体的组合区分铜-水热管、碳钢-水热管、铝-丙酮热管、碳钢-萘热管、不锈钢-钠热管等。
按照结构形式区分普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。
按照热管的功用划分传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等。
[常用热管的工作温度范围与典型的工作介质及其相容壳体材料]
|
工作介质 |
工作温度 / ℃ |
相容壳体材料 |
低 |
氨 |
- 60 ~ 100 |
铝、不锈钢、低碳钢 |
温 |
氟里昂-21 |
- 40 ~ 100 |
铝、铁 |
热 |
氟里昂-11 |
- 40 ~ 120 |
铝、不锈钢、铜 |
管 |
氟里昂-113 |
- 10 ~ 100 |
铝、铜 |
|
己烷 |
0 ~ 100 |
黄铜、不锈钢 |
常 |
丙酮 |
0 ~ 120 |
铝、铜、不锈钢 |
温 |
乙醇 |
0 ~ 130 |
铜、不锈钢 |
热 |
甲醇 |
10 ~ 130 |
铜、不锈钢、碳钢 |
管 |
甲苯 |
0 ~ 290 |
不锈钢、低碳钢、低合金钢 |
|
水 |
30 ~ 250 |
铜、碳钢(内壁经化学处理) |
|
萘 |
147 ~ 350 |
铝、不锈钢、碳钢 |
中 |
联苯 |
147 ~ 300 |
不锈钢、碳钢 |
温 |
导热姆-A |
150 ~ 395 |
铜、不锈钢、碳钢 |
热 |
导热姆-E |
147 ~ 300 |
不锈钢、碳钢、镍 |
管 |
汞 |
250 ~ 650 |
奥氏体不锈钢 |
|
钾 |
400 ~ 1000 |
不锈钢、 |
高 |
铯 |
400 ~ 1100 |
钛、铌 |
温 |
钠 |
500 ~ 1200 |
不锈钢、因康镍合金 |
热 |
锂 |
1000 ~ 1800 |
钨、钽、钼、铌 |
管 |
银 |
1800 ~ 2300 |
钨、钽 |
[热管换热器的特点、分类]
热管换热器的特点结构简单,换热效率高;压力损失小;安全可靠;灵活调温。
热管换热器的类型与结构按照热流体和冷流体的状态,热管换热器可分为气—气式、气—液式、液—液式、液—气式;从热管换热器结构型式来看,热管换热器又可分为整体式、分离式、回转式和组合式。
[热管技术应用于石化行业]
三十万吨一段炉烟气余热回收;
中化肥上、下行吹风气余热回收;
小化肥上、下行吹风气余热回收;
变换工段变换气-半水煤气换热器;
沸腾炉焙烧硫铁矿废热锅炉(12.5万吨/年硫酸厂);
转化工段SO3冷却器(硫磺、硫铁矿制酸);
涤纶干燥余热回收;
氮气加热器;
自备电站锅炉空气预热器;
中、小型锅炉省煤器;
P2S5生产热管反应釜;
炼油厂加热炉空气预热器;
乙烯加氢装置加热炉烟气余热回收;
催化裂化烟气余热回收;
十二醇硫酸钠高温干燥热风炉。
[热管技术前沿]
高效炉管
高效裂解炉管
高效余热锅炉
高效化学反应器
高效沸腾床取热器
微型热管在台式电脑中的应用