热管技术的发展概况 -

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！热管技术的发展概况摘要:热管技术出现于20世纪60年代，并在此后得到了广泛的研究与充分的发理,热管目前的研究进展以及应用举例.希望读者对于其有一个全面充分的认识.关键词:热管技术发展原理研究现状应用Abstract：Heatpipetechnologyappearedin1960s，andthereafterhasbeenwidelystudiedandfullydevelopment.Byintegratingtheexistingdata,Ibrieflyintroducedthehistoryofdevelopmentofheatpipeinthispaper。Meanwhile,Ialsointroducedtheclassificationandtheworkingprincipleofheatpipe，theresearchprogressandtheapplicationofheatpipe。Ihopethereaderstohaveacomprehensiveunderstandingofit.一、发展历程回顾：1964年,世界上第一支热管诞生于美国的洛斯·阿拉莫斯（LosAlamos）科学实验室；1967年该实验室首次将一支实验用水热管送上了地球卫星轨道;1968年热管第一次用于测地卫星GEOS—Ⅱ，用来控制仪器的温度.除空间技术外,在这一时期热管开始相继为电子工业所采用，用来冷却电子管、半导体元件和集成电路板等电子元件，并应用于机械、电机部件的冷却.20世纪70年代热管应用于医用手术刀，随后应用的新领域是能源工程.国外用于余热回收和空年我国研制出第一根热管，它是以钠为工质的，接着研制了以氨、水、导热油为工质的热管。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，和日本在这方面所取得的进展最为显著.1980年美国Q—Dot公司生产了使用热分离式等新的结构型式相继出现，并日趋工业化、大型化。Cotter在1984用奠定了理论基础.毛细泵回路（Capillarypumpedloops)和回路热管系统LHP(Loopheatpipesystems)高传热效率，引起了整个热管界的普遍关注，成为理论研究和应用研究的热点。70年代以来,热管技术飞速发展，各国的科研机构、高等院校、公司及厂矿动日益频繁,1973年在德国斯图加特（）召开了第一届国际热管会议后，1976年在意大利的波伦亚(Bologna)召开了第二届国际热管会议,1978年在美国加尼福利亚州（Palo）召开了第三届国际热管会议，此后1981年在英国伦敦（年在日本筑波Grenoble1990年在前苏联明斯克（Minsk),1992年在中国北京，1995年在美国新墨西哥Albuquerque)年在日本东京(Tokyo）分别召开了第四至十一届国际热管会议.除此之外，中日双方从1985年至1994年分别召开了四届双边及多边热管技术研讨会,1996年在澳大利亚墨尔本(Melboume)召开的多边会议正式发展为国际热管技术研讨会.热管自1964年正式在美国发明问世，至今已有40多年的历史，作为一种目前国际发展最快的热管技术为微型热管技术,微型热管的管径通常只有1～，CPU、大功率晶体管、可控硅整流器、复印机内发热元件、电路控制板和印刷电路板（PCB3家大公司所垄断。美国的热管换管换热器产品的标准系列正在不断完善，这将给大规模推广应用带来极大方便。我国的热管技术开发研究一开始就具有明确的目标，即为工业化服务,因此重点在于开发碳钢—水热管换热器。经过30年的努力，我国的热管技术工业化应用已处于国际先进水平。目前，气-气热管换热器、热管蒸汽发生器等热管节能产品已广泛用于冶金、石油、化工、动力及陶瓷等工业领域。［1]CPU元件、电路控制板等的冷却，化工、动力、冶金、玻璃、轻工、陶瓷等领域的高效传热传质设备的开发，都将促进热管技术的进一步发展.二、热管技术的原理热管一般的主要组成部分为管壳、吸液管(管芯)、与工作介质。的结构。它要能够很大的压力，同时也要具有良好的导热性。吸液管紧贴管壁，图1）热量被吸收在蒸发段.4）液体在重力作用下的筒体下部（蒸发段）。导，在冬天冻土得不到充分的冷冻，冻土层的温度只有-2℃,当夏天温度高于［3]图AB应为正GRQ（4）生成物G、R的物理性质应接近或相同。[4］三、热管技术的重要特点四、热管换热器的分类按冷源、热源的换热机理分类：1.气—-气型热管换热器1。太阳辐射—-水(汽）型热管换热器1。移动床式热管换热器使用。近年来通过大量的研究在钢—水相容性方面取得了进展，钢-水热管在余200～350K于水。能与铝、钢等常用工程材料长期相容，其凝固点也低，因此在卫星、飞船上得到广泛的应用。在300～400K范围内常用的工质是甲醇、—11、—21、—113等.其中甲醇的热性能仅次于氨，有良好的控制灵敏度。在500~700K范有很大意义,但寻找合适的工质仍然是一个重要课题。3。中低温热管换热器：丙酮热管换热器；甲醇热管换热器等。作温度在4～200K范围内的热管。用氦做工质,可以在4K以下工作.氢和氖可以在20～30K范围内使用。温度再高一些，可用的工质有氮和氧。在100～200K等。低温工质的特点是传输系数均很小，氢脆问题。［6]按用途进行分类1。热管空气预热器；2.热管省煤器；热管换热器；3.热管余热锅炉；热管蒸汽发生器；4。热管式太阳能集热器;5.热管式蒸汽冷凝器等。按工作介质的组成分类按介质组成可分为:介质化学成分均一的单组分热管；介质为两种以上物质不等温区。不等温区的长度通常正比于气量而反比于热管中的蒸汽压力.改变管中的气量可以控制不等温区的长度、排热面积，并且可以调节对应管段的温度.当热量传递改变时能自动调整工作温度是充气热管的一个重要特性。按外部结构分类从外部形态看,热管有很多式样，不同的形式是为了满足不同的需要。外部形式的多变性和灵活性是热管得到广泛应用的一个重要原因。目前，在实际应用中出现的比较多的有以下几种：(1)圆柱形;（2)环形；(3）星形；(4)传热性能最好，传热极限q为l6～17kW/m，最佳充液率为50％，并给出平均max传热系数综合关联式.2006年中国科学院广州能源研究所唐琼辉等人对一种新［11]脉动热管的结构与运行机理使之与传统热管相比具有如下优点：①体积小、结构简单、成本低.管径小决定了整体尺寸小；而且不需要吸液芯，减少了热管结构的复杂性和生产成本；振荡动力来自振荡热管本身,无需其它附属设备，运行和维护成本低。②传热性能好。除通过相变传热外,脉动热管还通过气液振荡弯曲，可以有多个加热段和冷凝段,而且加热和冷凝的部位可以任意选取，可以在任意倾斜角度和加热方式下工作，这就大大增加了脉动热管的适应性,扩大了热器和制冷设备；实现在重力场变化条件下的控温技术等方面都极具发展前景。[12］1、热管在余热回收方面的应用20世纪70年代以来，板式、板翅式、螺旋板式新型热管换热器和空冷器得到了很快的发展。现代紧凑式换热器对于小温差的换热已经有了很高的效率。1.热管换热器的结构决定了它是典型的逆流换热，而且热管本身的温降很小，近于等温运行，这就使得热管换热器的效率很高。2.是十分有利的.3.收。4.热管换热器也适用于热气流被冷却到露点以下，即出现冷凝的情况，可用于溶剂的回收。2、热管技术在航天器上的应用热管可使卫星各部件之间，构的等温化对于整个温度控制系统将有很大的改善。仪器之间温度均匀化,可使仪器设备能在更适宜的温度下工作；结构的等温化,使受照面太阳能电池的温度降低，上的大型光学系统特别重要。由于热管具有变换热流密度的功能,因此人们利用可变热导热管和辐射散热表面结合组成热管辐射器,可以排散大功率行波管集电极的废热.热管也可以用来冷却高热流密度的组件。热管用于空间辐射器比泵式液体循环辐射器有几个突出的优点，如提高了系统的可靠性,减小了重量，而且能够进行温度调节。3、用于电机及电器设备的冷却热管用于电机冷却可以分为两种形式：一种是装在电机定子和转子的发热部位，把热量导出到电机两端容易散热的部位,从而降低电机的温升，这种方法需要适当地改变电机的结构。另一种是旋转热管电机，这种电机的转子为空心轴，空心轴本身作成旋转热管,电机转子的热量通过旋转热管带到电机的一端散掉，在保持绕组绝缘和耐热要求的条件下，可以提高电机的功率。4、热管用于电子元件及微型组件的散热对电子元件或部件进行热控制是电子设备向前发展的重要问题，由于技术的进步,性能和温度可控性使其能在电子器件的热控制方面发挥作用。以上主要列举了热管应用的几个方面,综合起来说，热管的应用领域有以下方面：（1）反应堆的冷却；(2）空间核动力;(3)均温;（4）炉子；(5）自动阻风省煤器和空气过程热交换器；（18）烤炉、煎饼用的浅锅和冰冻贮藏；（19)烹调用的小刀；太阳能;（29)MC主轴和气轮机等的冷却；(30）机械制造；（31)旋转机械的冷(42)雪的融化和防冰冻系统、冻土保护装置；（43)民用技术，等等.[13]参考文献2010热管技术及其工程应用[J］。试论青藏高原多年冻土类型的划分[J]。（20）化学反应热管的研究［J].东北电力学院学报,1994，（9）化学热管及其应用[J］。1，1111，热管的应用及发展现状［J]李永赞，胡明辅,2008，K，