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熱管發展歷程]
1964年:發明于美國洛斯-阿洛莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)。
1964-1970年:理論研究高峰期,近千篇論文發表。
1970-1980年:機密性應用研究,空間核電源、電子儀器散熱、航天飛行器均溫等節能應用性研究,熱管換熱器,太陽能發電,高效化學反應器。
1980-2000年:電子電器散熱、計算機CPU散熱、大型空氣預熱器、高溫熱管換熱器、高溫高壓化學反應器。
2000-2010年:高效微型熱管技術、高溫大型熱管技術、高效熱管反應設備技術、各種高效熱管換熱裝備。
[熱管基本特性]
相變傳熱,極高的傳熱效率;
內熱阻極小,當量導熱系數極高,有熱超導體之稱;
靈活多變的結構形式及型體尺寸;
具有很好的等溫表面;
蒸發段和冷凝段可以分隔很遠;
輸入輸出的熱流密度可以變化;
熱虹吸管具有單向導熱性。
[熱管分類]
按照工作液體回流動力區分有芯熱管、兩相閉式熱虹吸管(又稱重力熱管)、重力輔助熱管、旋轉熱管、電流體動力熱管、磁流體動力熱管、滲透熱管等等。
按照熱管管內工作溫度區分低溫熱管、常溫熱管、中溫熱管、高溫熱管等。
按照管殼與工作液體的組合區分銅-水熱管、碳鋼-水熱管、鋁-丙酮熱管、碳鋼-萘熱管、不銹鋼-鈉熱管等。
按照結構形式區分普通熱管、分離式熱管、毛細泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等。
按照熱管的功用劃分傳輸熱量的熱管、熱二極管、熱開關、熱控制用熱管、仿真熱管、制冷熱管等。
[常用熱管的工作溫度范圍與典型的工作介質及其相容殼體材料]
|
工作介質 |
工作溫度 / ℃ |
相容殼體材料 |
低 |
氨 |
- 60 ~ 100 |
鋁、不銹鋼、低碳鋼 |
溫 |
氟里昂-21 |
- 40 ~ 100 |
鋁、鐵 |
熱 |
氟里昂-11 |
- 40 ~ 120 |
鋁、不銹鋼、銅 |
管 |
氟里昂-113 |
- 10 ~ 100 |
鋁、銅 |
|
己烷 |
0 ~ 100 |
黃銅、不銹鋼 |
常 |
丙酮 |
0 ~ 120 |
鋁、銅、不銹鋼 |
溫 |
乙醇 |
0 ~ 130 |
銅、不銹鋼 |
熱 |
甲醇 |
10 ~ 130 |
銅、不銹鋼、碳鋼 |
管 |
甲苯 |
0 ~ 290 |
不銹鋼、低碳鋼、低合金鋼 |
|
水 |
30 ~ 250 |
銅、碳鋼(內壁經化學處理) |
|
萘 |
147 ~ 350 |
鋁、不銹鋼、碳鋼 |
中 |
聯苯 |
147 ~ 300 |
不銹鋼、碳鋼 |
溫 |
導熱姆-A |
150 ~ 395 |
銅、不銹鋼、碳鋼 |
熱 |
導熱姆-E |
147 ~ 300 |
不銹鋼、碳鋼、鎳 |
管 |
汞 |
250 ~ 650 |
奧氏體不銹鋼 |
|
鉀 |
400 ~ 1000 |
不銹鋼、 |
高 |
銫 |
400 ~ 1100 |
鈦、鈮 |
溫 |
鈉 |
500 ~ 1200 |
不銹鋼、因康鎳合金 |
熱 |
鋰 |
1000 ~ 1800 |
鎢、鉭、鉬、鈮 |
管 |
銀 |
1800 ~ 2300 |
鎢、鉭 |
[熱管換熱器的特點、分類]
熱管換熱器的特點結構簡單,換熱效率高;壓力損失??;安全可靠;靈活調溫。
熱管換熱器的類型與結構按照熱流體和冷流體的狀態,熱管換熱器可分為氣—氣式、氣—液式、液—液式、液—氣式;從熱管換熱器結構型式來看,熱管換熱器又可分為整體式、分離式、回轉式和組合式。
[熱管技術應用于石化行業]
三十萬噸一段爐煙氣余熱回收;
中化肥上、下行吹風氣余熱回收;
小化肥上、下行吹風氣余熱回收;
變換工段變換氣-半水煤氣換熱器;
沸騰爐焙燒硫鐵礦廢熱鍋爐(12.5萬噸/年硫酸廠);
轉化工段SO3冷卻器(硫磺、硫鐵礦制酸);
滌綸干燥余熱回收;
氮氣加熱器;
自備電站鍋爐空氣預熱器;
中、小型鍋爐省煤器;
P2S5生產熱管反應釜;
煉油廠加熱爐空氣預熱器;
乙烯加氫裝置加熱爐煙氣余熱回收;
催化裂化煙氣余熱回收;
十二醇硫酸鈉高溫干燥熱風爐。
[熱管技術前沿]
高效爐管
高效裂解爐管
高效余熱鍋爐
高效化學反應器
高效沸騰床取熱器
微型熱管在臺式電腦中的應用