能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)08a(編輯修改稿)
2025-06-19 01:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3）制造復(fù)雜，檢修困難。 傳熱部分和密封部分制造困難。 23 六、熱管換熱器 熱管 是一種新型、高效傳熱裝置，其導(dǎo)熱系數(shù)比優(yōu)良導(dǎo)體 銀、銅 等高 倍。其作用相當(dāng)于導(dǎo)熱能力極高的導(dǎo)熱體。 1. 熱管的結(jié)構(gòu)、工作原理 （圖 820） （ 1）熱管的結(jié)構(gòu)： 熱管是一個(gè)密封容器： ? 熱管軸向看 ，可分三個(gè)區(qū)段： – 蒸發(fā)區(qū) （或稱 熱源 、 熱段 ） – 蒸發(fā)輸送段 （或稱 絕緣段 ） – 冷凝段 （或稱熱匯段、 冷段 ）。 43 10~1024 ? 從徑向（縱剖面）看 ，可分三部分： 密閉管殼，毛細(xì)結(jié)構(gòu) （ 吸液芯 ）， 蒸汽通道 （ 蒸汽腔 ）。 ① 管殼： 材料要求與工質(zhì)有良好的相容性，有高導(dǎo)熱率、耐壓、耐熱應(yīng)力。 ② 吸液芯： 緊貼管殼內(nèi)壁的 毛細(xì)結(jié)構(gòu) ，能將液體從冷凝段輸送到蒸發(fā)段。 ③ 液態(tài)載熱工質(zhì)： 要求有較高的汽化潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度，較低的粘度、容點(diǎn)和適當(dāng)?shù)姆悬c(diǎn)。 25 （ 2）傳熱過程（ 工作原理 ） : ① 熱量 從熱源通過 殼壁 和 吸液芯 傳到 液 — 汽界面上 ； ② 液體在 蒸發(fā)段 內(nèi)的 液 — 汽分界面 上 蒸發(fā)（ 吸收潛熱 ） ； ③ 蒸汽通過 蒸汽腔 輸送到 冷凝段 ； ④ 蒸汽在 冷凝段 內(nèi)的 汽 — 液分界面 上 冷凝（ 釋放潛熱 ） ； ⑤ 熱量 從 冷凝段 內(nèi)的 汽 — 液分界面 通過 吸液芯 和 殼體 傳給 冷源 ； ⑥ 冷凝液借助 吸液芯 的毛細(xì) 作用從 冷凝段 返回 蒸發(fā)段 重新 工作。 26 2. 工作特點(diǎn) 熱管是依靠管內(nèi)工作液體的（工質(zhì)） 相變 來實(shí)現(xiàn)傳熱，具有以下特點(diǎn)： ① 高導(dǎo)熱性 ：熱管是依靠工作液體（工質(zhì)）的 汽 — 液 相變 傳熱，熱阻小，傳熱能力強(qiáng)。在一定溫度下，其導(dǎo)熱率是銅的 40~10000倍； ② 良好的等溫性 ：管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽從 蒸發(fā)段流向冷凝段的壓降小，溫降小，故具有 良好的等溫性。 ③ 熱流密度的可變性： 熱管可通過改變蒸發(fā)段或冷卻段的 加熱面積 來改變輸入端或輸出端的 熱流密度 。即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量；或者 以較大的加熱面積輸入熱量，而以較小的 冷卻面積輸出熱量?？山鉀Q其他手段難以實(shí)現(xiàn)的傳熱問題。 ④ 熱流方向的可逆性 ：如一水平放置熱管，內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)作用。因此任意一端受熱就可以看作蒸發(fā)段，而另一向外散熱就成為冷凝段。 27 ⑤ 熱二級(jí)管與熱開關(guān)性能 ：熱管可做成熱二級(jí)管或熱開關(guān)。 熱二級(jí)管 只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許反方向流動(dòng)。 熱開關(guān) 就是當(dāng)熱源溫度高于某一值時(shí)，熱管開始工作；當(dāng)熱源溫度低于某一值時(shí)，熱管不傳熱。 ⑥ 環(huán)境的適應(yīng)性： 熱管的形狀可隨 熱源 和 冷源 的條件變化做成各種形狀。 熱管可以做成 分離式 以適應(yīng) 長(zhǎng)距離 或 冷熱流體不能混合 情況下的換熱。 可用于地面，也可用于空間。 此外，還有 ? 重力熱管 ：無吸液芯，熱端在下，冷凝液依靠重力沿壁面上流返回?zé)岫恕? ? 離心力熱管 ：就是利用離心力使冷凝液返回?zé)岫恕? 熱管是一種高效傳熱元件，廣泛用于宇航、電子設(shè)備的冷卻，太陽(yáng)能發(fā)電和換熱器、動(dòng)力、化工等領(lǐng)域。 28 3. 熱管換熱器 ： 由若干帶翅片的熱管組成一體，置于冷、熱流體之間，通過熱管把熱流體的熱量源源不斷地送到冷流體，以實(shí)現(xiàn)流體間的換熱。 熱管換熱器的使用溫度范圍受到熱管工作溫度的限制。采用不同的工質(zhì)（氨、氟、水等），可使其在不同的溫度范圍內(nèi)工作。 如空調(diào)中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為 氨、氟里昂 ；在煙氣余熱利用中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為 水 。 29 熱管換熱器有許多形式： （ 1）單管組合式熱管換熱器 （圖 822）：按冷、熱流體的種類有： ①氣 氣熱管換熱器 （熱管式空氣預(yù)熱器）； ②氣 液熱管換熱器 （熱管式省煤器）； ③氣 蒸汽熱管換熱器（ 熱管鍋爐）。 30 （ 2）分離式熱管換熱器 （圖 823）： 熱管段的 蒸發(fā)段 和 凝結(jié)段 分開，用汽液管道連通，形成工質(zhì)的 閉合循環(huán)回路 。熱管內(nèi)的工作液體在蒸發(fā)段被加熱變成蒸汽通過導(dǎo)汽管輸送到凝結(jié)段，蒸汽被管外流體冷卻，凝結(jié)液由液導(dǎo)管回到蒸發(fā)段。 不斷循環(huán)。 31 （ 3）回轉(zhuǎn)式熱管換熱器（圖 824） ： 它由許多熱管組成，這些熱管繞一定的軸 旋轉(zhuǎn) 。冷、熱流體分別熱管的 放熱段 和 加熱段 進(jìn)行熱交換。其最大特點(diǎn)是清灰方便。 32 第三節(jié) 混合式換熱器 混合式換熱器是靠冷、熱流體 直接接觸 進(jìn)行換熱，冷熱流體間沒有固體傳熱面。其 優(yōu)點(diǎn) 是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少，無熱組，無過熱或熱腐蝕等問題。 混合式換熱器形式很多。如 ? 敞開式設(shè)備： 借空氣 自然通風(fēng) 或 強(qiáng)制通風(fēng) 來冷卻熱水的有 噴水池 和 冷卻塔 。 ? 密封容器： 兩種介質(zhì)在同一密封容器內(nèi)直接接觸換熱，如 混合式冷凝器、洗滌器、蒸發(fā)式空冷器、浸沒燃燒 蒸發(fā)器 等。 33 1. 冷水塔（ 圖 825 ） 在火電廠，化工生產(chǎn)部門、制冷空調(diào)工程中需要大量冷卻水，用來冷卻蒸汽、空氣、氣體、油及輔助機(jī)械的軸承等。 在我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)的火電廠，為了減少冷卻水的消耗，通常采用 閉式供水 。冷卻塔就是讓溫度已經(jīng)升高了的冷卻水在其中被空氣冷卻后循環(huán)使用。 34 冷卻塔的結(jié)構(gòu)： 如圖 825，由 塔體、淋水
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