【正文】 回收：將熱管換熱器裝在鍋爐排煙管道內，利用煙氣余熱，預熱送風參加燃燒，可使用鍋爐效率提高 5%左右。 C?降到 51 C?用于回收余熱的熱管開水器：可安裝在 STY20型燃油鍋爐排煙管道中，利用排煙余熱，可將 17oC冷水加熱到 98125oC ，日產開水 5T，回收熱量約 1882MJ。 C?冷水加熱到 98125 C? 作為空氣預熱器應用：將干噪爐排氣作為熱管換熱器熱端的加熱介質，溫度由 204oC降到 51 oC，預熱所需的干燥空氣，每小時可回收熱量287MJ。 一．熱管技術在化工及石化領域的應用 熱管及熱管換熱器近年來在石油化工領域中的應用已愈來愈受人們的重視，它具有體積緊湊、壓力降小、可以控制露點腐蝕、一段破壞不會引起兩相流互混等優(yōu)點，提高的設備的運行效率和可靠性。它在石化領域的應用可謂是無所不在，如下所示為熱管換熱器在該領域的部分應用場合： 在合成氨工業(yè)中： 回收低溫余熱余熱助燃空氣，或生產低壓蒸汽作為原料； 回收高溫余熱產生中壓蒸汽作原料蒸汽的補充，或生產高壓蒸汽作為生產的動力源； 控制固定床催化反應器的化學反應溫度，使其向最佳反映溫度曲線無限逼近，從而提高 合成氨的 效率。 在硫酸工業(yè)中： 沸騰焙燒爐沸騰層內的余熱回收； 沸騰焙燒爐沸騰層內的余熱回收； SO2爐氣余熱回收； SO3氣體冷卻器； 在鹽酸、硝酸工業(yè)中也同樣有大量的應用 在石化領域應用更是廣泛： 熱管裂解爐； 熱管乙苯脫氫反映器； 熱管氧化反應器； 催化裂化再生取熱器； ………… 二．熱管技術在建材及輕紡織工業(yè)領域的應用 建材行業(yè)如水泥、陶瓷等工業(yè)都要消耗大量的能量，以陶瓷為例，據(jù)統(tǒng)計，能源費占生產總成本的 40%以上。開發(fā)新型高效節(jié)能設備將極大的促進此行業(yè)的發(fā)展。 80年代國內的許多單位應用熱管換熱技術回收陶瓷、水泥生產中排放的余熱取得了良好的節(jié)能效果， 90年代高溫熱管技術的工業(yè)開發(fā)應用獲得成功，這些都為熱管技術的工業(yè)推廣打下了良好的基礎。如下是近年來熱管技術在建材、輕工業(yè)中成功應用的一些實例： 高嶺土噴霧干燥熱風爐； 十二醇硫酸鈉噴霧干燥； 玻璃窯爐的余熱回收； 水泥生產工業(yè)中的回轉窯冷卻機的余熱利用、廢尾氣余熱利用、 懸浮預熱機、烘干機等熱工設備； 陶瓷窯爐的隧道窯煙道氣余熱利用； 電瓷廠遂道窯冷卻帶余熱利用； 紡織工業(yè)中的熱定型機余熱回收利用、漿紗機的余熱回收等。 三．熱管技術在冶金工業(yè)中的應用 冶金工業(yè)也是耗能大戶，不論是有色冶金或黑色冶金工業(yè)都存在大量的節(jié)能問題。 以鋼鐵企業(yè)為例，焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數(shù)量的余熱未能回收利用。余熱的溫度最高可達 1600oC，熱能的形態(tài)有固體、氣體、液體，其中最多的為間隙排放，因此給余熱回收帶來了一定的難度。由于熱管的眾多特點，特別適宜于上述場合的余熱回收利用，從 70年代開始，國內冶金界就有許多工程技術人員和熱管技術工作者進行了卓有成效的合作開發(fā)，取得了良好的效果。目前已經在燒結排期限熱核熱風爐燃燒廢氣的余熱回收方面，達到了定性設計和系列化、標準化的程度。高溫熱管及高溫熱感空氣預熱器、高溫熱管空氣蒸發(fā)器的開發(fā)運行成功，又給冶金業(yè)帶來了新的希望。在冶金工業(yè)中大量應用的熱管換熱器設備有： 坯件加熱爐熱管空氣預熱器； 線材退火爐； 軋鋼連續(xù)加熱爐； 熱管余熱鍋爐； 熱管省煤器等。 C?五．熱管技術在電力電子領域的應用 電子技術近年來迅速發(fā)展，電子器件的高頻、高速以及集成電路的密集和小型化，使得單位容積電子器件的發(fā)熱量快速提高，而電子器件正常工作必須在一定的溫度范圍之內，電子器件的散熱成為了其發(fā)展的一個瓶頸，因此電子技術的發(fā)展需要有良好的散熱手段來保證。 管式熱管散熱器示意圖 1為冷凝段 2為蒸發(fā)段 熱管問世以來，使電力電子裝置的散熱系統(tǒng)有了新的發(fā)展。熱管使自冷的應用范圍迅速擴大。因為熱管自冷散熱系統(tǒng)無需風扇、沒有噪音、免維修、安全可靠，熱管風冷甚至自冷可以取代水冷系統(tǒng)，節(jié)約水資源和相關的輔助設備投資。此外，熱管散熱還能將發(fā)熱件集中，甚至密封，而將散熱部分移到外部或遠處，能防塵、防潮、防爆，提高電器設備的安全可靠性和應用范圍 近年來，大功率電子器件的冷卻上采用了熱管，收到較好效果。 如上圖所示 ，對于大功率的晶體管采用圓柱形熱管作為散熱元件。 在解決 CPU溫度的問題時，銅、純鋁制散熱器已經成為最為普及的產品但其傳熱性能仍然遠小于熱管散熱器。采用熱管技術的散熱器也越來越多，有些廠商甚至拿它作為賣點或者樹立品牌形象。 在電力領域，熱管電機的出現(xiàn)及實用化成為了一個典型的代表。熱管電機中的主要應用之一是用一根旋轉熱管來代替電機的傳動軸，將電機轉子產生的熱量通過熱管傳到軸端的散熱部分，并用風扇排致電機殼外。傳遞的功率顯著提高。 “神州號飛船的熱控制系統(tǒng)：熱控制系統(tǒng)用于保證飛船各艙儀器設備、結構以及乘員所需要的環(huán)境溫度條件，合理調配飛船之間的熱量的傳輸，并排放到宇宙空間。他通常采用流體對流換熱方式。其傳熱回路可以采用泵驅動液體回路、 熱管輻射回路和毛細泵抽吸回路等?！?——摘自 《 神舟圓夢 》 “1979年，當閔桂榮率領空間熱物理代表團赴美參加美國宇航學會熱物理年會時，他的大會報告讓西方專家嚇了一跳。偌大的飯店里，因為中國代表團所做報告產生轟動效應，其他兩個會議竟然暫停了下來。這是中國航天科技工作者首次在國際會議上進行高水平的航天學術報告。與會的國外專家這才發(fā)現(xiàn)， 先進的熱管 、百葉窗等熱控技術在中國衛(wèi)星上的應用竟然比歐洲、日本早了十年?！?——摘自 《 中國航天報 》 六．熱管在航天領域的應用 熱管適應航天技術的發(fā)展的要求而發(fā)展的，所以熱管技術在航天領域得到了許多非常重要的應用。由于航天領域中熱管運行可靠性及其本身的各種性能都有嚴格的要求。這些要求也促進了熱管技術的發(fā)展。下面是兩個具體的應用實例，從中就可以看出熱管技術在航天領域的重要位置。 七 .熱管在內燃機上的應用 1. 熱管在內燃機冷卻系統(tǒng)的應用 內燃機的冷卻主要包括 缸外水冷系統(tǒng)和機油冷卻系統(tǒng) ，水冷效率已經達到了很高的水平，但機油冷卻還有很大的發(fā)展空間，機油冷熱效率不高，功率損失較大，因此適當?shù)牟捎脽峁芗夹g可以克服這些缺點。但此項技術目前因為技術水平有限，還未能得以實現(xiàn)，其應用還有待研究發(fā)展。 My idea: 如右圖所示：為一種“新型”熱管。 特點： 蒸發(fā)段在冷凝段上部； 適用范圍： 高速往復運動部件； 尺寸： 視使用場合具體確定。 在內燃機上可以安裝在活塞下部，用以給活塞冷卻，但是有很多問題需要解決：強度、尺寸、安裝方法、對內燃機經濟性影響 …… 內燃機排氣余熱約占燃燒所產生熱量的 34%，排氣溫度在 300500oC之間?；厥走@部分熱量，將會大大提高內燃機的經濟性。 目前已經開發(fā)出柴油機熱管余熱鍋爐，在船用柴油機排氣余熱回收、發(fā)電機組余熱回收等方面起到了顯著的效果。 熱管在核電工程中的應用 隨著熱管技術的成熟和核能技術的迅速發(fā)展，熱管技術在核電工程中的應用顯得越來越重要。最早的開發(fā)在空間核電源中的應用，已逐漸發(fā)展到地面核反應堆及核廢料的散熱及事故預防等方面。 在這個領域具體應用有： 空間核電源中的應用、核廢料的冷卻、事故情況下的安全殼體保護、熱管蒸汽發(fā)生器等 熱管在太陽能利用中的應用 太陽能取之不盡、用之不盡的潔凈無污染的能源。廣泛利用太陽能將是未來世界能源利用中的重要途徑。由于熱管本身具有的特性，使得其在太陽能中的利用具有極其廣闊的應用前景。 我國的熱管太陽能應用技術主要集中于民用熱水器的開發(fā)研究，但其制造價格昂貴，在采用新的技術后，其成本有了顯著降低，普及程度也得以大幅度的提高。 此外，還有熱管太陽能灶、熱管太陽能電站也進入了市場 熱管在航天飛行技術中的應用 熱管最早就是應航天技術的發(fā)展的要求而發(fā)展的，所以熱管航飛行器方面得到了大量的應用，并隨著航天技術的發(fā)展得到了大幅度的發(fā)展。如：等溫蜂窩板、超音速熱管機翼、大型空間站熱管散熱器等。 八．熱管在其他領域中的應用 熱管技術以其獨特的性能，在近年來的工程應用中日益普及，在各方面都取得了良好的效果。熱管的繼續(xù)發(fā)展必須向著 更加高效、更普及、微型化、大規(guī)?；?的方向前進。 第八章 熱管技術發(fā)展前景 謝謝 Thank you! 2022年 12月 1日 機電 0110班 邱英政 01223050