熱管講義完整版本

第7章熱管及熱管換熱器

7.1概述7.1.1熱管的發(fā)展與現(xiàn)狀

熱管的正式命名是在1963年，但熱管的前身－兩相熱虹吸管卻已有100多年歷史。

*第一階段1836～1942

1836年：帕金斯管——兩相熱虹吸管 1944年：高格勒提出現(xiàn)代概念的熱管工作原理——冷 凝液借助管內(nèi)的毛細(xì)吸液芯所產(chǎn)生的毛細(xì)力 實(shí)現(xiàn)回流

*第二階段：20世紀(jì)60、70年代 1963年：格羅弗發(fā)明世界上第一根熱管——不銹鋼為 殼體、以鈉為工作流體、采用絲網(wǎng)吸液芯的 熱管

1965年：考特提出了比較完整的熱管理論

1第7章熱管及熱管換熱器7.1概述

1967年：熱管進(jìn)入太空并運(yùn)行成功 捷克、前蘇聯(lián)等國制造應(yīng)用了熱管空氣預(yù)熱器*第三階段：20世紀(jì)70年代之后

在地面應(yīng)用蓬勃發(fā)展，各種熱管換熱器達(dá)到了系列化、商品化生產(chǎn)，用的較多在工業(yè)余熱回收和空調(diào)低溫預(yù)熱回收*中國——1972年第一支鈉熱管試制成功2第7章熱管及熱管換熱器7.1概述7.1.2熱管的結(jié)構(gòu)和工作原理

1—?dú)んw2—毛細(xì)吸液芯3—工作蒸氣4—工作液體圖熱管工作原理示意圖3第7章熱管及熱管換熱器7.1概述(a)(b)(c)(d)(e)毛細(xì)吸液芯的典型結(jié)構(gòu)示意圖*毛細(xì)吸液芯—儲存工作流體；產(chǎn)生毛細(xì)力；提供冷凝液回流的通道*工質(zhì)的循環(huán)的四個(gè)階段

液體蒸發(fā)、蒸氣流動、蒸氣凝結(jié)和液體回流。

4第7章熱管及熱管換熱器7.1概述*熱管的熱量傳遞經(jīng)歷了七個(gè)環(huán)節(jié) ①高溫?zé)嵩磁c熱管蒸發(fā)段外壁之間的換熱過程； ②熱管蒸發(fā)段固體壁面的導(dǎo)熱過程； ③熱管蒸發(fā)段的沸騰換熱過程； ④熱管蒸發(fā)段與冷凝段之間的蒸氣流動換熱過程； ⑤熱管冷凝段的凝結(jié)換熱過程； ⑥熱管冷凝段固體壁面的導(dǎo)熱過程； ⑦熱管冷凝段外壁與低溫?zé)嵩粗g的換熱過程。*熱管工作動力—毛細(xì)壓頭 克服蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段的壓力降、冷凝液體從冷凝段流回蒸發(fā)段的壓力降和重力場對流動產(chǎn)生的壓力降

5第7章熱管及熱管換熱器7.1概述*熱管正常工作的必要條件

熱管內(nèi)壓力分布示意圖

（不考慮蒸汽和液體重力作用壓力降時(shí)熱管內(nèi)壓力分布）

6第7章熱管及熱管換熱器7.1概述7.1.3熱管的分類1.按照熱管的工作溫度劃分

低溫?zé)峁?lt;0℃

常溫?zé)峁?～250℃ 中溫?zé)峁?50～450℃ 高溫?zé)峁?gt;450℃

2.按照熱管的工作液體回流方式劃分

有芯熱管、重力熱管、旋轉(zhuǎn)熱管、電流體動力熱管 磁流體動力熱管、滲透熱管3.按照熱管的結(jié)構(gòu)劃分

單管型熱管、板型熱管、回路型熱管（分離型熱管） 撓性熱管（中間用波紋管或塑料管連接）4.按照熱管的殼體材料和使用的工質(zhì)劃分

鋼－水熱管、炭鋼－水熱管、銅鋼復(fù)合－水熱管、鋁－丙酮熱管、炭鋼－萘熱管、不銹鋼－萘熱管等

7第7章熱管及熱管換熱器7.1概述5.

按照熱管的功能劃分

傳熱熱管、熱二極管、熱開關(guān)、仿真熱管、制冷熱管

另外，還有可變熱導(dǎo)熱管、混合工質(zhì)熱管

可變熱導(dǎo)熱管：又稱為可控?zé)峁?，它通過熱導(dǎo)率隨高溫?zé)? 源和低溫?zé)嵩吹淖兓兓瘉磉_(dá)到控制 溫度的的目的。

混合工質(zhì)熱管：充分利用了混合工質(zhì)的優(yōu)勢互補(bǔ)性，大大 拓寬了熱管的工作范圍，改善了熱管的工 作性能。

8第7章熱管及熱管換熱器7.1概述7.1.4熱管的基本特性

1.高導(dǎo)熱性

2.等溫特性

3.熱流密度可變性

4.傳熱方向的可逆性

5.熱二極管與熱開關(guān)

6.恒溫特性9第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論7.2.熱管理論1毛細(xì)力與熱管循環(huán)動力(a)液面上升(b)液面下降毛細(xì)現(xiàn)象10第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論

(a)θ<π/2(b)θ>π/2圖7-5表面張力示意圖當(dāng)處于平衡狀態(tài)時(shí)

θ：接觸角或浸潤角

11第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論*毛細(xì)管中液體彎曲面兩邊的壓力差毛細(xì)管中液體的彎曲面兩邊存在一定的壓力差。當(dāng)彎曲液面為球面時(shí)

*毛細(xì)管中液面的上升原理 如圖7-6所示當(dāng)毛細(xì)管剛插入液體時(shí)，由于彎曲液面兩邊壓力差的存在，B點(diǎn)的壓力pB=p0-△p，小于大氣環(huán)境的壓力p0。而毛細(xì)管外同樣高度的C點(diǎn)處的壓力等于大氣環(huán)境壓力，為了達(dá)到力平衡，毛細(xì)管中的液面開始上升直至B點(diǎn)的壓力與C點(diǎn)相同為止。達(dá)到平衡后B點(diǎn)的壓力滿足12第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論B點(diǎn)的壓力與C點(diǎn)相同而于是式中r為毛細(xì)管內(nèi)徑，r=Rcosθ，m

*熱管中的吸液芯形成了插入工作液體的毛細(xì)管，蒸發(fā)段彎曲液面的曲率半徑比冷凝段的小。

蒸發(fā)段和冷凝段的彎曲液面兩邊的壓力差分別為

13第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論2.熱管循環(huán)推動力蒸發(fā)段彎曲液面兩邊的壓力差為冷凝段彎曲液面兩邊的壓力差為熱管吸液芯毛細(xì)作用示意圖14第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論熱管兩端毛細(xì)頭壓差△pcap為這就是熱管工作流體循環(huán)的推動力。當(dāng)θe=0℃、θc=90℃△pcap有最大值常見吸液芯結(jié)構(gòu)的有效毛細(xì)半徑列于下表

15第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論常見吸液芯結(jié)構(gòu)的有效毛細(xì)半徑

吸液芯結(jié)構(gòu)有效毛細(xì)半徑rc

變量說明圓柱形毛細(xì)孔rc=r

r為毛細(xì)孔半徑矩形溝槽rc=W

W為溝槽寬度三角形溝槽W為溝槽寬度β為1/2頂角圓形溝槽rc=W

W為溝槽寬度平行絲線芯rc=W

W為線間距絲網(wǎng)芯(多層)W為網(wǎng)絲間距d為網(wǎng)絲直徑填充球(燒結(jié)芯)rc=0.41rs

rs為顆粒半徑16第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論7.2.2熱管內(nèi)工質(zhì)流動的壓力降1.吸液芯中工作液體流動的壓力降

不可壓縮流體在穩(wěn)定狀態(tài)下流過圓形截面管道的壓力降

η－為流體的粘度，Pa·s；l－為管道長度，m；A－為圓管橫截面積，m2；R－為圓管半徑，m；ρ－為流體的密度，kg/m3；qm－為流體質(zhì)量流量，kg/s。實(shí)際上熱管不是簡單的圓形管，因此熱管內(nèi)吸液芯多孔物質(zhì)中液體流動的壓力降計(jì)算公式

m2；R為圓管半徑，m；ρ為流體的密度，kg/m3；qm為流體質(zhì)量流量，kg/s

壓力降修正計(jì)算公式

式中：

ro、ri分別為吸液芯的外徑和內(nèi)徑，K為吸液芯的滲透率

17第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論

其中ro、ri分別為吸液芯的外徑和內(nèi)徑，K為吸液芯的滲透率

ε—為吸液芯的空隙率，等于吸液芯的空隙容積與總?cè)莘e的比；

rhl—為吸液芯的有效毛細(xì)水力半徑；

b—無因次常數(shù)；

Rel、fl－分別為吸液芯中工作液體流動的雷諾數(shù)和阻力系數(shù)

18第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論如果考慮重力影響，壓力降的微分形式可表示為式中φ為熱管軸線與水平方向的夾角。也可以用達(dá)西定律表示熱管中液體的壓力降 leff為熱管的有效長度，m，對均勻加熱和冷卻的熱管，

leff=le/2+la+lv/2，

le、la、lv分別為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段的長度。19第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論2.熱管內(nèi)蒸氣流動的壓力降

在蒸發(fā)段和冷凝段，蒸氣除了軸向流動還存在徑向流動，大大增加了流動的復(fù)雜性，一般來講，熱管內(nèi)蒸氣流動的壓力降按蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段分別考慮，即

無絕熱段的熱管，在徑向雷諾數(shù)Rer≤1時(shí)，熱管中蒸氣流動壓力降為

rv為蒸氣腔半徑，m；hfg為液體的氣化潛熱，kJ/kg。雷諾數(shù)Rer＞1時(shí)，蒸發(fā)、冷凝段壓力降

20第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論21第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論7.2.3熱管的熱量傳遞熱管傳熱的熱阻圖如圖7-8所示，由七個(gè)部分組成

圖7-8熱管熱阻示意圖22第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論1、高溫?zé)嵩磁c熱管蒸發(fā)段外壁間的換熱熱阻2、熱管蒸發(fā)段固體壁面的導(dǎo)熱熱阻

3、熱管蒸發(fā)段的沸騰換熱熱阻

4、熱管蒸發(fā)段與冷凝段之間的換熱是借助于蒸氣分子的質(zhì)量傳輸而實(shí)現(xiàn)熱量傳輸?shù)?。由于蒸氣流動的壓差很小，兩段之間的溫差就很小，可以近似認(rèn)為該過程是等溫的。所以，在該環(huán)節(jié)的換熱熱阻R4可以忽略不計(jì)。

23第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論5、熱管冷凝段的冷凝換熱熱阻6、熱管冷凝段固體壁面的導(dǎo)熱熱阻7、熱管冷凝段外壁與低溫?zé)嵩撮g的換熱熱阻8、從熱管管壁的軸向傳熱量可以忽略不計(jì)，即可以認(rèn)為熱阻R8為無窮大。表7-2熱管各熱阻的近似值(m2·K/W)

熱

阻R1

R2R3R4R5R6R7數(shù)量級101~102

10-410-310-710-310-410-1～10-224第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論7.2.4熱管的傳熱極限1.連續(xù)流動傳熱極限低于轉(zhuǎn)變溫度（蒸氣流動從連續(xù)流動轉(zhuǎn)變到稀薄或自由分子流動的溫度稱為轉(zhuǎn)變溫度）下工作的熱管會遇到連續(xù)流動傳熱極限，熱管將失去其等溫性。

2.冷凍啟動傳熱極限當(dāng)出現(xiàn)工質(zhì)不能回流至蒸發(fā)段時(shí)（如高溫?zé)峁艹叵鹿べ|(zhì)可能凝固），蒸發(fā)段將出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，熱管達(dá)到了冷凍啟動傳熱極限。

3.粘性傳熱極限蒸汽在熱管中流動時(shí)，由于粘性力的作用，總會有壓力降。當(dāng)蒸氣壓力在熱管冷凝段降低到零時(shí)，其傳熱量將達(dá)到一個(gè)極限。

4.聲速傳熱極限

熱管中蒸氣流動的馬赫數(shù)較高時(shí)，達(dá)到聲速而限制了熱量傳遞的現(xiàn)象。熱管中出現(xiàn)聲速傳熱極限，不能增加熱流量的同時(shí)還可能產(chǎn)生了很大的軸向溫度梯度變化，影響了熱管的等溫特性。

25第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論AB——連續(xù)流動傳熱極限

BC——冷凍啟動傳熱極限

CD——粘性傳熱極限D(zhuǎn)E——聲速傳熱極限

EF——攜帶傳熱極限

FG——毛細(xì)傳熱極限

GH——沸騰傳熱極限

熱管的傳熱極限示意圖

26第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論熱管內(nèi)蒸氣流動的溫度分布

27第7章熱管及熱管換熱器7.2.熱管理論5.攜帶傳熱極限液體將被蒸氣夾帶反向流回冷凝段，削弱了熱管的傳熱。6.毛細(xì)傳熱極限

當(dāng)熱負(fù)荷達(dá)到一定程度，毛細(xì)力作用抽回的液體不足以滿足蒸發(fā)所需的量時(shí)，導(dǎo)致蒸發(fā)段干涸。此時(shí)，蒸發(fā)段管壁溫度會逐漸上升，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)燒壞熱管的現(xiàn)象。這就是所謂的毛細(xì)傳熱極限。

7.沸騰傳熱極限沸騰產(chǎn)生的氣泡造成吸液芯毛細(xì)孔的堵塞，造成吸液芯局部干涸，傳熱能力下降。28第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)7.3熱管的設(shè)計(jì)7.3.1熱管工作溫度的確定 熱管傳遞的熱流量為Q

則

Tv——為熱管的工作溫度，K

7.3.2熱管工作流體的選擇

原則：

1、適當(dāng)?shù)娘柡托再|(zhì)，適應(yīng)的工作溫度（介于工作流體的凝固點(diǎn)和臨界點(diǎn)之間）；

2、優(yōu)良的熱物理性質(zhì)，滿足傳熱和流動的要求；

3、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，與殼體、吸液芯等材料相容；

4、還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性等。29第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)表7-3一些常用熱管工質(zhì)的基礎(chǔ)性質(zhì)

工質(zhì)凝固點(diǎn)K標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)K臨界溫度K臨界壓力kPa氨氣194.95239.82405.4011333R11162.72296.80471.154466R22114.0313.3369.24980乙烷101.0184.6305.34900R113238.15320.42487.33379丙酮178.7329.3508.04800甲醇176.0337.8513.08100乙醇155.9351.7516.26300苯278.65353.3562.04890水273.2373.17647.322064導(dǎo)熱姆A285.15531770.153060汞234.3629.811735110000萘353.42491.15751.653923鈉370.961156

30第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)*工質(zhì)的傳輸系數(shù)N

工作流體的熱物理性質(zhì)對熱管的傳熱能力有著極其重要的影響，這種影響可以通過工質(zhì)的傳輸系數(shù)加以反映。傳輸系數(shù)越大，熱管的毛細(xì)傳熱極限就越高，熱管的載熱能力就越大。

,圖7-11常用熱管工質(zhì)的傳輸系數(shù)31第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)7.3.3熱管吸液芯的選擇

*作用：為工作流體循環(huán)流動提供通道和毛細(xì)驅(qū)動力*選擇原則：簡單的結(jié)構(gòu)；小的有效毛細(xì)半徑；大的滲透率；小的導(dǎo)熱熱阻；良好的相容性、潤濕性、工藝重復(fù)性、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉7.3.4熱管殼體材料的選擇*考慮因素：1、材料的相容性

2、導(dǎo)熱性能（有時(shí)還要有絕緣要求）

3、機(jī)械性能（強(qiáng)度、剛度）

4、實(shí)用性能（經(jīng)濟(jì)）

32第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)表7-2熱管材料與工作流體的相容性

工作流體相

容

材

料不相容材料水銅、硅、鎳、鈦鋁、碳鋼、不銹鋼1Cr18Ni9Ti氨鋁、碳鋼、不銹鋼、鐵、鎳銅甲醇不銹鋼、鐵、銅、黃銅、鎳、二氧化硅

丙酮鋁、不銹鋼、銅、黃銅

R11鋁、不銹鋼、銅

導(dǎo)熱姆A鋁、碳鋼、銅、二氧化硅

導(dǎo)熱姆E不銹鋼、銅鋁、碳鋼、黃銅聯(lián)苯碳鋼、不銹鋼、鋁、黑鐵

萘碳鋼、鋁

汞不銹鋼鎳、鉭、鉬、鈦33第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)7.3.5熱管的設(shè)計(jì)計(jì)算1.管徑設(shè)計(jì)計(jì)算

管徑設(shè)計(jì)的基本原則是管內(nèi)蒸氣的流動馬赫數(shù)不超過0.2。當(dāng)馬赫數(shù)等于0.2時(shí)，蒸氣流動可視為不可壓縮流動，截面積為

所以熱管的腔徑為其中Rv、γv——工質(zhì)蒸汽的氣體常數(shù)和比熱比。蒸氣腔的直徑應(yīng)該大于該數(shù)值，就不會出現(xiàn)聲速傳熱極限。34第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)2.管壁設(shè)計(jì)計(jì)算*設(shè)計(jì)壓力p：確定管壁厚度的壓力，一般設(shè)計(jì)壓力取稍高于熱管工作溫度所對應(yīng)的飽和壓力，但對于低溫?zé)峁?，其常溫存放和焊接時(shí)的工作流體壓力往往遠(yuǎn)高于工作壓力，此時(shí)設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取最大的壓力值。

*設(shè)計(jì)溫度：熱管工作過程中可能達(dá)到的最高或者最低(指-20℃以下)的壁面溫度。*熱管管壁厚度其中[σ]—為設(shè)計(jì)溫度下管材的許用應(yīng)力，Pa；

C－為腐蝕裕度；φ－為焊縫系數(shù)，它與焊接方式有關(guān)，一般取0.75～1.0

35第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)表7-4不同溫度下鋼管的許用應(yīng)力(單位：MPa)鋼號鋼管標(biāo)準(zhǔn)壁厚/mm≤20℃100℃150℃200℃250℃300℃350℃400℃425℃450℃475℃10GB6479≤161121121081019283777169614117~40112110104988979746866614120GGB6479≤16137137132123110101928683614117~4013713212611610495867978614116MnGB6479≤1616316316315914713512611993664317~4016316316315311112911911693664312CrMoGB6479≤161281131081019589837775747217~40122110104989286797472716936第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)表7-5不同溫度下銅的許用應(yīng)力(MPa)表7-6不同溫度下鋁的許用應(yīng)力(MPa)溫度/℃120121~140141~160161~180181~200201~230231~250許用應(yīng)力(拉伸)44.1241.1039.2037.2435.2831.3029.40許用應(yīng)力(彎曲)46.0643.1241.1639.2037.2435.2832.34溫度/℃3031~6061~8081~100101~120121~140141~160141~160141~160許用應(yīng)力(拉伸)15001400130012001050900750600450許用應(yīng)力(彎曲)250022502000175015001250100075050037第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)在已知管徑和壁厚的情況下，熱管最大允許工作壓力的校核公式為3.端蓋設(shè)計(jì)計(jì)算視為平板蓋的話，其壁厚4.吸液芯設(shè)計(jì)計(jì)算

原則是毛細(xì)傳熱極限熱流量計(jì)算公式

38第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)影響熱流量的主要因素是毛細(xì)壓力和液體流動壓力降。

下面就以目前就常用的絲網(wǎng)吸液芯為例闡明吸液芯的設(shè)計(jì)計(jì)算過程：①首先根據(jù)熱管使用需要的長度和傾角確定熱管中液體靜壓力②吸液芯的有效毛細(xì)半徑：初步設(shè)計(jì)最大毛細(xì)壓力值△pcap為液體靜壓力的兩倍，那么可得吸液芯的有效毛細(xì)半徑③由表7-1求取絲網(wǎng)的目數(shù)N39第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)④最后求取吸液芯的厚度：忽略蒸氣的摩擦壓降，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的最大傳熱量，可得到

吸液芯的厚度δ為5.毛細(xì)傳熱極限核算

根據(jù)吸液芯的厚度可求得熱管蒸氣腔的直徑dv，吸液芯液體流通截面積Aw、液體流動壓力降Fl和蒸氣流動壓力降Fv等?？汕蟮妹?xì)傳熱極限熱流量，如果不滿足設(shè)計(jì)要求，修改絲網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)并重新計(jì)算。

6.其它核算核算流動的Re數(shù)，是否滿足層流條件

。核算其他傳熱極限熱流量，是否滿足設(shè)計(jì)要求。

40第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)7.3.6熱管的設(shè)計(jì)舉例熱管工作溫度：200℃；熱管傾角：5°；熱管管長：0.5m。其中蒸發(fā)段和冷凝段管長分別為0.25m傳遞最大熱流量：50W。1．工作溫度的確定：200℃

2．工作流體的選擇查物質(zhì)性質(zhì)手冊，得到200℃時(shí)水的有關(guān)熱物理性質(zhì)為：飽和壓力ps=1.5551MPa;氣體常數(shù)R=461J/kg·K飽和液體密度ρl＝864.68kg/m3飽和氣體密度ρv＝7.8653kg/m3汽化潛熱hfg＝1939.0kJ/kg；比熱比γ=1.33飽和液體導(dǎo)熱系數(shù)λl＝0.663W/(m·℃)飽和液體粘度ηl＝1.364×10-4Pa·s飽和氣體粘度ηv＝1.565×10-5Pa·s飽和氣體動力粘度νv＝1.99×10-6Pa·s表面張力σ＝3.767×10-2N/m41第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)3．吸液芯的選擇：銅材絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的吸液芯4．殼體材料選擇：選用銅作為殼體材料5．設(shè)計(jì)計(jì)算(1)管徑設(shè)計(jì)計(jì)算(2)管壁設(shè)計(jì)計(jì)算：殼體的最大允許壓力值為殼體最大允許壓力值大大高于工作最大壓力

42第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)(3)端蓋設(shè)計(jì)計(jì)算

焊縫系數(shù)取0.8。設(shè)計(jì)端蓋的厚度為8mm。(4)

吸液芯設(shè)計(jì)計(jì)算熱管中液體靜壓力為

吸液芯的有效毛細(xì)半徑為：43第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)絲網(wǎng)的目數(shù)為

選用網(wǎng)孔為0.071mm，絲徑0.056mm的金屬絲網(wǎng)。其有效毛細(xì)半徑為0.0635mm，相當(dāng)于英制200目/英寸。選用200目最大毛細(xì)壓力值△pcap為

絲網(wǎng)吸液芯的空隙率和滲透率

44第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)吸液芯液體流通截面積為

吸液芯的厚度為

45第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)絲網(wǎng)的層數(shù)n為

絲網(wǎng)的實(shí)際厚度為δ′為

*結(jié)果—管材：銅φ32×2.5mm(長度0.5m)吸液芯：4層黃銅絲網(wǎng)，網(wǎng)孔0.071mm，絲徑0.056mm

(5)毛細(xì)傳熱極限核算吸液芯的液體流通面積為

46第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)蒸氣流動摩擦系數(shù)為

液體流動摩擦系數(shù)為毛細(xì)傳熱極限熱流量為毛細(xì)傳熱極限熱流量大于50W，符合設(shè)計(jì)要求。

47第7章熱管及熱管換熱器7.3熱管的設(shè)計(jì)(6)其它核算

蒸氣流動的雷諾數(shù)；

沸騰傳熱極限熱流量；

聲速傳熱極限熱流量；

攜帶傳熱極限熱流量；

根據(jù)計(jì)算結(jié)果（過程及結(jié)果未列出），設(shè)計(jì)要求的熱流量均在各種傳熱極限熱流量之內(nèi)，由此可見設(shè)計(jì)的熱管工作是安全可靠的。48第7章熱管及熱管換熱器

7.4熱管換熱器及其應(yīng)用

7.4熱管換熱器及其應(yīng)用7.4.1熱管換熱器的特點(diǎn)、類型與結(jié)構(gòu)1.熱管換熱器的特點(diǎn) ①換熱效率高、節(jié)能效果顯著

②流動壓力損失小

③結(jié)構(gòu)簡單靈活，便于布置，工作可靠 ④使用和維護(hù)方便2.熱管