热管锅炉Word格式文档下载.docx

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1.2热管的发展史6

1.3热管目前在我国的水平及应用前景6

2热管技术8

2.1热管的结构8

2.2热管的工作过程9

2.3热管的基本特性11

2.4热管的分类12

2.5热管的相容性和寿命12

2.6热管的失效机理13

2.7热管损害的应对措施

2.8热管技术的重要特点

3热管换热器的设计15

3.1热管换热器的性能特点及技术优势15

3.2热管气-气换热器设计中应注意的问题16

3.3热管气-气换热器的计算理论及方法简述17

4热管的实际应用及存在的问题21

4.1热管的应用领域及优势21

4.2热管在锅炉中的应用的优势23

4.3我国热管存在的问题24

4.4对我国热管的展望和建议24

4.5编写热管气-气换热器传热计算的程序

结束语26

参考文献27

致谢28

摘要

本文首先介绍了热管的基本概况、热管的发展史以及热管目前在我国的水平及应用前景。

之后便着重论述了热管的结构、工作原理、特点、种类等并同时讨论了热管技术在换热器上的设计计算。

最后简单的介绍了一下热管的应用情况、我国热管目前存在的问题以及对我国热管的展望和建议。

由于热管具有传热系数高、优良的等温性能、环境适应力强、结构简单和运行维修费用低等优点,因此其在各个领域应用极其广泛,在降低了企业的能耗同时,也保护了环境,取得了良好的经济效益和社会效益。

总之，在我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程的背景下，随着热管技术的不但成熟和发展，必将有广阔的应用前景和市场价值，必将被各行各业接受和得到实际的应用，必将为我国在节能和环保事业上做出重大贡献

关键词:

热管；

节能；

能源；

环保；

现状

Abstract

Thispaperfirstintroducesthebasicsituationoftheheatpipe,thehistoryofheatpipe，leveloftheheatpipeinourcountryatpresentandtheapplicationprospects.Afterthat,thispaperfocusesontheheatpipeofthestructure,workingprinciple,characteristics,types,andalsodiscusstheheatpipetechnologyanddesigncalculationofheatexchangers.Atlast,thepapersimplyintroducetheapplicationofheatpipe,theexistingproblemsandtheprospectsoftheheatpipeinourcountryandsomeprospectsandSuggestionshavebeenshown.Duetothetransfercoefficientofheatpipeishigh,thefineuniformisothermperformance,environmentadaptable,simplestructureandoperationmaintenancecostadvantages,soitiswidelyusedinvariousfields,reducetheenergyconsumptionintheenterprise,aboveall,italsoprotecttheenvironment,andhaveachievedgoodeconomicandsocialbenefits.

Inshort,energyshortageprobleminChinaisserious,atthebackgroundofenergysavingbeenmentionedtoimportantagenda,withtheheatpipetechnologybecomemoreandmorematureanddeveloped,itwillhavebroadapplicationprospectsandmarketvalue,itwillbeallwalksoflifetoacceptandgetpracticalapplications,itwillmakeasignificantcontributioninenergysavingandenvironmentalprotectiontoourcountry

Keywords:

heatpipe;

Energysaving;

Energy;

Environmentalprotection;

status

前言

环境保护与能源的关系越来越被人们所认识。

随着工业的发展，能源的耗量逐渐增加,给环境带来了巨大的危害。

有人曾说,研制各种先进的除尘器是环境问题中的治标问题,而改进燃烧,减少煤、油、气耗量才是治本问题,这是有一定道理的。

我国现在能源利用率只有30%左右,其未被利用部分只是以各种形式造成对环境的污染、对人的危害。

众所周知,燃烧1t煤,按含硫量1125%～2%计算,排放SO2为2115～3415kg、排尘6～11kg。

如若能提高能源利用率,减少一次能源耗用,将直接减少环境污染,改善现有环境容量。

大量实践表明在锅炉上利用热管回收锅炉烟道余热可以提高一次能源利用率达70%。

我国的工业结构是以煤为主,锅炉的能耗占煤耗的1/2,其余为各种窑炉,如普遍推广该技术,那么大气环境总容量内将减少315%的SO2、尘埃等。

同时,由于热管预热的空气以二次热风形式进入锅炉,因此可以改变锅炉燃烧状态,变原来冒黑烟为冒白烟;

其次是利用热管高效热传导的特点,以热管传代原来烟火管、水火管传热,还可将锅炉的热效率提高6%。

另外如能将热管余热锅炉的研究从小型锅炉推广到大型锅炉,逐步取代其他锅炉也将减少SO2、粉尘等的排放量。

我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。

大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气-气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥，因此应用前景非常广阔。

据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85%，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。

如果我国锅炉的热效率能够提高10%，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义。

此外,热管换热器还被应用在冲天炉消烟除尘的降温及取代工业冷却水上既减少水资源浪费又改善环境。

综上看来,热管这项新技术在节能环保事业上是大有贡献的。

１热管的概况

1.1热管的基本简介

热管（heatpipe）技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。

现在常见于cpu的散热器上。

从热力学的角度看，为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢？

物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。

从热传递的三种方式来看（辐射、对流、传导），其中热传导最快。

热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。

热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。

管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。

热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。

这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导。

1.2热管的发展史

在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之攀，它可将大量热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动器。

热管的原理首先是由美国俄亥俄州通用发动机公司（ThGeneral~iiotorsCorporation，Ohio，u．s．A）的R．s．Gaugler于1944年在美国籍利（No.2350348）中提出的。

他当时正在研究冷冻问题，他设想一装置由封闭的管子组成，在管内液体吸热蒸发后于该下方的某一位置}热冷凝，在无任何外加动力的前提下，冷凝液体借助管内的毛细吸鞭芯所产生的毛细力回到上方继续吸热蒸发，如此循环，达到热量从蠹处传输到另一处的目的。

然而他的想法当时并没有被通用发动机公司所采纳应用。

1962年L.Trefethen再次提出类似于Gaugler的传热元件用于字宙飞船，但因这种建议并未经过实验证明，亦未能付诸实施。

1963年美国LosAlamos国家实验室的G．M.Grover'

31重新独立发明了类似于Gaugler提出的传热元件，并进行了性能测试实验，在美国《应用物理》杂志上公开发表了第一篇论文，并正式将此传热元件命名为热管“HeatPipe”，指出它的热导率已远远超过任何一种已知的金属，给出了以钠为工作液体，不锈钢为壳体，内部装有丝网吸液芯的热管的实验结果。

美国LosAlamos国家实验室在热管理论以及热管在空间技术方面的应用研究一直处于领先地位。

1965年Cotter首次提出了较完整的热管理论，为以后的热管理论的研究工作奠定了基础。

1967年一根不锈钢．水热管首次被送入地球卫星轨道并运行成功‘习，从此吸引了很多科学技术工作人员从事热管研究，前西德、意大利、荷兰、英国、前苏联、法国及日本等国均开展了大量的研究工作，使

2

得热管技术得以很快发展。

Katzofft6]于1966年发明了有干道的热管。

干道的作用是为了给从冷凝段回到蒸发段的液体提供一个压力降较小的通道，大大地提高了热管的传输能力。

1969年前苏联和日本的有关杂志均发表了热管应用研究方面的文章。

在日本的文章中已有描述带翅片热管束的空气加热器，在能源日趋紧张的情况下，可用来回收工业排气中的热能。

同时Tumer和Bienertc提出了用可变热导热管来实现恒温控制。

Grayu]研究了一种新型热管——旋转热管，这些发明都是热管技术的重大进展。

1970年在美国出现了供应商品热管的部门，热管的应用从宇航扩大到了地面。

在热管发展史上值得一提的是在横穿阿拉斯加输油管线工程中，应用热管作为管线的支撑，保证地面的永冻层，以满足工程需要。

该工程共使用了112000余根热管，单根热管的长度为9—23m。

1974年以后，热管在节约能源和新能源开发方面的研究得到了充分的重视，用热管组成换热器来回收废热，并将其用于工业以节约能源。

美国和日本在这方面所取得的进展最为显著。

1980年美国Q-Dot公司生产了热管废热锅炉，日本帝人工程公