第三章2热管换热器(热管换热器)报告.ppt

(6)恒温特性(可控热管)??普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变，因此当加热量变化时，热管各部分的温度亦随之变化。但人们发展了可变导热管，使得冷凝段热阻随加热量增加而降低、随加热量减少而增加，这样可使热管在加热量大幅度变化时，蒸汽温度变化极小，实现温度的控制，这就是热管恒温特性。 (7)环境的适应性??热管的形状可随热源和冷源条件而变化，热管可做成电机转轴、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；热管既可以用于地面(重力场)，也可用于空间(无重力场)。 （二）热管的相容性及寿命 热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内，管内工作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化，或有变化但不足以影响热管的工作性能。相容性在热管的应用中具有重要的意义。只有长期相容性良好的热管，才能保证稳定的传热性能，长期的工作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方法，有效地解决了碳钢与水的化学反应问题，才使得碳钢—水热管这种高性能、长寿命、低成本的热管得以在工业中大规模推广使用。????影响热管寿命的因素很多，归结起来，造成热管不相容的主要形式有以下三方面，即：产生不凝性气体、工作液体热物性恶化、管壳材料的腐蚀、溶解。? (1)产生不凝性气体??由于工作液体与管壳材料发生化学反应或电化学反应，产生不凝性气体，在热管工作时，该气体被蒸汽流吹扫到冷凝段聚集起来形成气塞，从而使有效冷凝面积减小，热阻增大，传热性能恶化，传热能力降低甚至失效。 (2)工作液体物性恶化??有机工作介质在一定温度下，会逐渐发生分解，这主要是由于有机工作液体的性质不稳定，或与壳体材料发生化学反应，使工作介质改变其物理性能，如甲苯、烷、烃类等有机工作液体易发生该类不相容现象。 (3)管壳材料的腐蚀、溶解 工作液体在管壳内连续流动，同时存在着温差、杂质等因素，使管壳材料发生溶解和腐蚀，流动阻力增大，使热管传热性能降低。当管壳被腐蚀后，引起强度下降，甚至引起管壳的腐蚀穿孔，使热管完全失效。这类现象常发生在碱金属高温热管中。 The end Thanks (10)从蒸发段到冷凝段的轴向导热，热阻R10 (11)通过吸液芯的轴向导热，热阻R11 3 对流换热系数 3.5.6 热管换热器的流动阻力计算 3.5.7 热管换热器的热管工作安全性校验 Rc Rc 3.5.8 热管换热器的热力设计 热管换热器的热力设计可按常规的间壁式换热器的设计方法进行计算。要注意的是，热管换热器的设计是在给定热管元件的基础上进行的，因此在设计之前必须选定热管元件。选择热管元件时，主要根据已知的流体工作温度估计热管的工作温度，使设计后的热管工作温度在安全数值范围内。对于热管形式，应考虑使用场合的不同选择合适的形式。如，用于余热回收时，可多考虑应用结构简单、性能优良、工作可靠的两相闭式热虹吸管。 为蒸发段换热面的清洁度，取0.8~0.9 垂直两相闭式热虹吸管达携带极限时的最大热流量 3.5.9 热管的应用 热管技术被公认是一种很有价值的传热新技术，在空间技术、电器工业、核电工业、化学工业、食品工业、动力机械、工业余热回收等很多方面都得到了广泛应用。如: 1、化工及石化领域 2、建材及轻纺织工业领域 3、冶金工业领域 4、电力电子领域 5、航空航天领域 6、内燃机 7、其他领域 1．热管技术在化工及石化领域的应用 热管及热管换热器近年来在石油化工领域中的应用已愈来愈受人们的重视，它具有体积紧凑、压力降小、可以控制露点腐蚀、一段破坏不会引起两相流互混等优点，提高的设备的运行效率和可靠性。它在石化领域的应用可谓是无所不在，如下所示为热管换热器在该领域的部分应用场合： 在合成氨工业中： 回收低温余热余热助燃空气，或生产低压蒸汽作为原料； 回收高温余热产生中压蒸汽作原料蒸汽的补充，或生产高压蒸汽作为生产的动力源； 控制固定床催化反应器的化学反应温度，使其向最佳反映温度曲线无限逼近，从而提高合成氨的 效率。 在硫酸工业中： 沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收； 沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收； SO2炉气余热回收； SO3气体冷却器； 在盐酸、硝酸工业中也同样有大量的应用 在石化领域应用更是广泛： 热管裂解炉； 热管乙苯脱氢反映器； 热管氧化反应器； 催化裂化再生取热器； ………… 2．热管技术在建材及轻纺织工业领域的应用 建材