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导热管的相容性及寿命!导热管的基本特性!

2019-11-05

导热管的相容性是指热管在预期的规划寿命内,管内作业液体同壳体不发作显著的化学反响或物理改动,或有改动但不足以影响热管的作业功能。相容性在热管的应用中具有重要的意义。只要长时间相容性杰出的热管,才能保证稳定的传热功能,长时间的作业寿命及工业应用的可能性。碳钢-水热管正是通过化学处理的办法,有用地处理了碳钢与水的化学反响问题,才使得碳钢—水热管这种高功能、长寿命、低成本的热管得以在工业中大规模推行使用。影响热管寿命的要素很多,归结起来,造成效管不相容的主要方式有以下三方面,即:发作不凝性气体;作业液体热物性恶化;管壳资料的腐蚀、溶解。

⑴发作不凝性气体因为作业液体与管壳资料发作化学反响或电化学反响,发作不凝性气体,在热管作业时,该气体被蒸汽流吹扫到冲凝段集合起来形成气塞,从而使有用冷凝面积减小,热阻增大,传热功能恶化,传热才能降低甚至失效。

⑵作业液体物性恶化有机作业介质在一定温度下,会逐渐发作分解,这主要是因为有机作业液体的性质不稳定,或与壳体资料发作化学反响,使作业介质改动其物理功能,如甲苯、烷、烃类等有机作业液体易发作该类不相容现象。

⑶管壳资料的腐蚀、溶解作业液体在管壳内连续活动,同时存在着温差、杂质等要素,使管壳资料发作溶解和腐蚀,活动阻力增大,使热管传热功能降低。当管壳被腐蚀后,引起强度下降,甚至引起管壳的腐蚀穿孔,使热管彻底失效。这类现象常发作在碱金属高温热管中。

导热管的根本特性!

导热管是依托本身内部作业液体相变来完成传热的传热元件,具有以下根本特性。

导热性:

热管内部主要靠作业液体的汽、液相变传热,热阻很小,因而具有很高的导热才能。与银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。当然,高导热性也是相对而言的,温差总是存在的,不可能违反热力学第二定律,并且热管的传热才能受到各种要素的限制,存在着一些传热极限;热管的轴向导热性很强,径向并无太大的改善(径向热管除外)。

导热管

等温性:

热管内腔的蒸汽是处于饱满状态,饱满蒸汽的压力决定于饱满温度,饱满蒸汽从蒸腾段流向冷凝段所发作的压降很小,依据热力学中的方程式可知,温降亦很小,因而热管具有优秀的等温性。

可变性:

热管能够独立改动蒸腾段或冷却段的加热面积,即以较小的加热面积输入热量,而以较大的冷却面积输出热量,或者热管能够较大的传热面积输入热量,而以较小的冷却面积输出热量,这样即能够改动热流密度,处理一些其他办法难以处理的传热难题。

可逆性:

一根水平放置的有芯热管,因为其内部循环动力是毛细力,因而任意一端受热就可作为蒸腾段,而另一端向外散热就成为冷凝段。此特点可用于宇宙飞船和人造卫星在空间的温度展平,也可用于先放热后吸热的化学反响器及其他设备。

开关功能:

热管可做成热二极管或热开关,所谓热二极管便是只允许热流向一个方向活动,而不允许向相反的方向活动;热开关则是当热源温度高于某一温度时,热管开始作业,当热源温度低于这一温度时,热管就不传热。

恒温特性:

普通热管的各部分热阻根本上不随加热量的改动而变,因而当加热量改动时,热管各部分的温度亦随之改动。但人们发展了另一种热管——可变导热管,使得冷凝段的热阻随加热量的添加而降低、随加热量的减少而添加,这样可使热管在加热量大幅度改动的情况下,蒸汽温度改动极小,完成温度的控制,这便是热管的恒温特性。

环境适应性:

热管的形状可随热源和冷源的条件而改动,热管可做成电机的转轴、燃气轮机的叶片、钻头、手术刀等等,热管也可做成分离式的,以适应长距离或冲热流体不能混合的情况下的换热;热管既能够用于地面(重力场),也可用于空间(无重力场)。


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