一.熱管定義及熱管原理　　熱管（heat pipe），按較**的定義，應(yīng)稱之謂“封閉兩相傳熱系統(tǒng)”，即在一個(gè)封閉的體系內(nèi)，依靠流體的相態(tài)變化（液相變?yōu)槠嗷蚱嘧優(yōu)橐合啵﹣?lái)傳遞熱量的裝置。眾所周知，當(dāng)某種介質(zhì)由液相變?yōu)槠啵ㄈ缢舭l(fā)或沸騰）時(shí)，會(huì)吸收熱量；而當(dāng)介質(zhì)由汽相變?yōu)橐合啵ㄈ缯羝哪Y(jié)）時(shí)，會(huì)放出熱量。將這兩種過(guò)程巧妙地結(jié)合在一起，并置于封閉的容器內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)先進(jìn)的傳熱元件---熱管了。

圖熱管的典型結(jié)構(gòu)和工作原理

熱管的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。一個(gè)園筒狀的容器，內(nèi)部襯以多孔性的材料，將容器內(nèi)部抽成某種程度的真空，然后注入一定量的液體（介質(zhì)）并將容器密封起來(lái)。這樣，一支熱管就做成了。

如果將熱管的一端加熱，另一端冷卻，中間用隔板或絕熱材料將二者分開(kāi)，這樣，熱管內(nèi)部將開(kāi)始兩相傳熱過(guò)程。加熱段的介質(zhì)會(huì)沸騰或蒸發(fā)，吸收汽化潛熱，由液體變?yōu)檎羝．a(chǎn)生的蒸汽在管內(nèi)一定壓差的作用下，流動(dòng)到冷卻段，蒸汽遇到冷的壁面會(huì)凝結(jié)成液體，同時(shí)放出汽化潛熱，通過(guò)管壁傳給外面的冷源。冷凝下來(lái)的液體依靠管內(nèi)壁的多孔材料所產(chǎn)生的毛細(xì)管力再回流到加熱段，重新開(kāi)始蒸發(fā)吸熱過(guò)程。這樣，通過(guò)管內(nèi)介質(zhì)的連續(xù)相變，完成了熱量的連續(xù)轉(zhuǎn)移。

當(dāng)熱管在地面上應(yīng)用時(shí)，可以讓重力來(lái)幫助凝液回流，這時(shí)，就不需要管內(nèi)吸液芯了，只要將熱管傾斜放置或垂直放置，讓加熱段在下方，冷卻段在上方就可以了。這樣的熱管叫重力輔助熱管或重力熱管。下面講述的熱管換熱器，絕大部分用的都是重力熱管。

二.熱管的優(yōu)越性

傳熱性能優(yōu)越。由于管內(nèi)是高效的相變傳熱，其相當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)是銅的幾十倍，甚至幾百倍，故有超導(dǎo)熱體之稱。如果將一支熱管和一支同樣尺寸的銅棒同時(shí)插入80—90度的熱水中，在*初的時(shí)刻，如果您敢用手摸一下銅棒，您卻不敢觸摸燙手的熱管，因?yàn)闊峁芫哂辛己玫牡葴匦裕瑹峁苌喜康臏囟葞缀跖c熱水相同。

每支熱管都是一個(gè)獨(dú)立的傳熱元件，可做成不同的形狀和結(jié)構(gòu)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

熱管的加熱段和冷卻段，都是管外換熱，容易處理?yè)Q熱面的積灰和腐蝕。

通過(guò)改變介質(zhì)和管材，可用于不同溫度下的傳熱。

安裝，拆卸，更換，維護(hù)方便。

三.熱管的應(yīng)用范圍

1.宇航工程：電子艙的冷卻散熱，飛船表面的均溫，生命保障系統(tǒng)的建立，等；

2.計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，電子設(shè)備：CPU, 電子器件的散熱和均溫，等；

3.新能源的開(kāi)發(fā)和利用：太陽(yáng)能，地?zé)幔瑑鐾凉こ蹋龋?

4.余熱的回收和利用：鍋爐，工業(yè)爐的余熱回收，各種場(chǎng)合煙氣的余熱回收；

5.其它需要散熱或均溫的場(chǎng)合.

四.熱管余熱鍋爐

應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用熱管作為傳熱元件，吸收較高溫度的煙氣余熱用來(lái)產(chǎn)生蒸汽，所產(chǎn)生的蒸汽可以并倂入蒸汽管網(wǎng)（需達(dá)到管網(wǎng)壓力），也可用于發(fā)電（汽量較大且熱源穩(wěn)定）或其他目的。對(duì)鋼廠，石化廠及工業(yè)窯爐而言，這是一種****的余熱利用形式。

 
設(shè)備優(yōu)點(diǎn)： * 每支熱管都是一個(gè)獨(dú)立的傳熱單元，可根據(jù)不同的溫度水平而設(shè)計(jì)；

            * 根據(jù)需要可選擇易拆卸的熱管結(jié)構(gòu)，使檢修和安裝更方便；

           　* 熱管徹底隔離了熱源和冷源，不會(huì)產(chǎn)生冷熱流體的摻混；

         * 煙氣側(cè)為管外換熱，除灰容易。

結(jié)構(gòu)型式：有兩種結(jié)構(gòu)型式，見(jiàn)圖5和圖6。圖5為汽包內(nèi)直接沸騰式，即熱管的冷卻段直接伸入汽包內(nèi)，使汽包內(nèi)的水產(chǎn)生沸騰；圖6為套管內(nèi)沸騰式，即熱管的冷卻段被水套管包圍，使套管內(nèi)的水在流動(dòng)狀態(tài)下沸騰，所產(chǎn)生的蒸汽再匯入汽包。

應(yīng)用實(shí)例：某煉鋼廠燒結(jié)爐的余熱鍋爐

煙氣進(jìn)出口溫度：300℃→200℃；煙氣標(biāo)準(zhǔn)流量：70000NM3/h;

軟水進(jìn)口溫度及蒸汽出口溫度：140℃→164℃；

蒸汽壓力：0.6MPa; 蒸汽產(chǎn)量：4300kg/h;

熱管總根數(shù)：430支；熱管基管直徑：ψ38*3.5mm;

熱管總長(zhǎng)：5500mm,汽包內(nèi)徑：2400mm;

結(jié)構(gòu)型式：汽包內(nèi)直接沸騰式。

熱管余熱鍋爐是一種氣—水換熱器，主要應(yīng)用在回收煙氣熱量，副產(chǎn)低壓飽和蒸汽。

設(shè)備結(jié)構(gòu)：主要熱管，汽包，煙箱三部分組成。

工作原理：熱管從煙氣中吸收熱量，通過(guò)熱管內(nèi)的介質(zhì)將熱量傳遞到汽包中的水中，將水加熱汽化的過(guò)程。