摘要：热管具有超常的热传导能力，并且热损耗相对较小。所以，其被称为传热超导体。随着热管技术的发展，其传热性能，寿命长等特点使其在热能工程中的运用受到重视。基于此，本文就从热能工程中热管技术的运用展开分析。
关键词：热能工程；热管技术；运用
1、热管的工作原理
热管共有蒸发段、绝热段、冷凝段三个基本的工作段结构，其中位于两端部分的分别是蒸发段和冷凝段，位于中间部分的是绝热段。当热管蒸发段的一端发生受热作用时，在毛细材料中就会产生液体蒸发的物理效果，并且蒸汽流会向冷凝段的一端移动，在冷凝段的一端由于受到冷却的物理作用蒸汽流又会重新凝结成液体，然后再一次的向蒸发段的一端移动，如此的循环反复移动，热量就会在蒸发段和冷凝段两端互相传播。通常这有着这样工作原理的热管也被叫做毛细管式热管，还有一种是不使用管芯，其工作方式只是通过凝结段液态工质的媒介，利用自身重力的作用实现两端的移动，这样的热管叫做重力式热管。
2、热管技术的特点
2.1较好的安全性
热管换热器的实现方式是二次间壁换热的，在工作过程中基本上没有机械障碍的情况出现，而且在实际的工作中，蒸发段与冷凝段也不会发生同时受损的情况，因此可以说热管在运行上是有很大的安全性保障的。
2.2可调节的管壁温度
在热管的工作过程中，关于管壁的温度不是固定的设定而是可以进行调节的，通过热流变化的方式可以有效实现热管管壁温度的保持，并使其可以在低温度流体的漏点上停留，在热交换中发挥着很大的作用，也很好的推动了设备长期正常的稳定运行。
2.3较高的传热效率
在热管的热转换器来说，有着极强的导热性能，与同质量状态条件下的铜、银等金属比较，可以实现更多的数量级热量的有效传递。同时热管的热转换器还有一个超出80%的传热效率，可以实现多种不同形式的有效利用，并且能够应用在太阳能等能源的回收领域。
3、热管技术在热能工程中的运用
3.1热管技术在航空航天上的运用
在航空航天工业中，各类航天器都面临着一个共同的难题，那就是航天器正对着太阳的部位温度特别高，而背对太阳的一侧温度又特别低，由于无法通过空气的对流完成气温的调节，因此这就导致两部分的温差高达300多摄氏度。在这样的情况下，利用热管技术可以快速实现两部分温差的平衡。将热管安装到航天器中，面对太阳的一侧是蒸发段一侧，背对太阳的一侧是凝结段一侧。热管的蒸发段在面对太阳的一侧吸收了大量热量，其内部的工作介质蒸发后将热量传递到冷凝段，并在冷凝段释放热量再次形成液态工作介质流回蒸发段，然后再次进行循环。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样往复不停的循环就可以实现航天器两侧温度的平衡，从而避免因温差过大导致内部系统故障。
3.2热管技术在铁路冻土路基上的运用
在我国北方的某些地区，土壤常年处于冻土状态，每到初夏，温度升高，冻土层自下而上融化，这样就会形成翻涌导致铁路路基松懈，从而引发列车脱轨等严重交通事故。在这种情况下，使用低温热管就可以有效解决这个难题。在使用低温热管的过程中，首先要将低温热管埋进冻土层。在寒冷的季节里，冻土的温度远高于空气的温度，此时热管内的液氨工质因吸收了冻土中的热而蒸发，氨蒸汽在压力差的作用下，不断流到管腔的上部，并在上部释放出汽化潜热，然后冷凝成液体后流回蒸发段，然后再在蒸发段蒸发成气体再次进行循环，这样，通过低温热管就可以将冻土中的热输送到大气中。在温暖的季节，空气的温度远高于冻土的温度，此时液氨蒸汽到达冷凝段后，由于外部温度较高，氨蒸汽不再冷凝，此时便会达到汽相和液相之间的平衡，液氨便不再蒸发，热管也就停止了工作，空气中的热量也不能传递到冻土之中。这样一来，冻土的温度一直保持着上面温度高，下面温度低的状态，从而有效避免了翻涌现象的出现。
3.3热管技术在炼焦炉余热回收工程中的运用
通常情况下，炼焦炉排放出来的烟气温度较高，如果不能进行回收利用，将会造成极大的浪费。将热管安装到炼焦炉的烟囱内便可以有效吸收大量余热。首先，热管内的工作介质吸收烟囱内的热量后蒸发成气体后进入凝结段，在凝结段内完成热量释放后再次形成液态工作介质流回蒸发段，然后再次进行循环。通过凝结段释放出来的热量可以加热除盐水，由于热管传递的热量相当多，因此，除盐水被加热后可以产生大量的汽水混合物，汽水混合物在上升管集箱内进行汇合，然后进入汽包并在汽包内完成汽水分离，然后饱和蒸汽流进主蒸汽管道，饱和水沿下降管流进下降管集箱，并最终进入热管内的凝结段，再次进行循环。
3.4热管技术在纺织行业余热回收工程中的运用
通常情况下，热管技术在纺织行业进行余热回收时主要进行定型机的废气余热的回收。在这个过程中，热管将定型机内排出的废气中进行热能回收，然后再将回收的热能重新输送到定型机烘箱内。热管主要安装在废气排放口处，这样当含有大量热的废气一排出就可以进行余热回收，这样可以达到回收热能的最佳效果。在工作过程中，鲜风在定型机内负压的作用下流入热管的蒸发段，在蒸发段吸收大量的热量后被传递到高效传热热管的新风端，然后吸收了大量热量的新风就可以流到定型机烘箱散热器附近，这样就完成了余热的回收。
3.5热管换热器在火电厂锅炉上的运用
热管式换热器基本结构如下：它有很多的排成管束的热管组成，中间有一隔板，烟气和空气分别在热管外部两侧流过；热量主要通过热管内部的蒸发--冷凝来传热。这种换热器的主要特点：①它是个典型的逆流换热，又因热管本身接近于等温工作，这就使热管换热器具有较高的换热效率；②冷、热流体用隔板严密隔开，可以消除两种流体互相泄漏的现象。即使热管有一端破裂，也不会使冷热流体相互串通；③每根热管都是独立的，并可拆卸，易于检修和更换。
热管换热器运用火电厂锅炉空气预热器，有利于解决以往空气预热器的磨损、腐蚀、堵灰、漏风等难题。这是因为：①热管在烟气侧的管壁温度是均匀的。可以通过调节热管的冷热段大小来调节管壁温度，使之高于烟气的酸露点和水蒸气露点，避免腐蚀的发生；②如果管壁温度高于酸露点和水蒸气露点，则附着于管外表面的烟气呈干燥而疏松状态。设计一定的烟速可使烟气有自吹灰作用，避免了灰的堆积和堵塞；③热管式空气预热器的结构本身保证了漏风系数为零。即使个别热管被腐蚀或磨穿，由于热管两端密封，也不可能产生漏风；④热管式空气预热器可以减小磨损。目前热管空气预热器在大型机组上成功的运用已证明了它是一个非常理想的换热装置。
结束语
随着人类对资源的开发和利用，传统能源逐渐减少，将热管技术运用于热能工程，不但可以实现热能的有效流动，而且还可以节约大量的能量，从而实现节约能源的目的。尽管这样，大力推行热管技术还存在着技术上的难题，这就需要科研人员继续加大科学研究的力度，解决热管技术的难题，不断推动热管技术的快速发展。
参考文献
[1]高宏伟.热管技术在热能程中的运用特点[J].活力，2012.
[2]张小力.浅谈热管技术在热能工程中的运用[J].城市建设理论研究，2013.
论文作者:肖斌1,周华柳2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/31
标签：热管论文; 温度论文; 热能论文; 热量论文; 技术论文; 管壁论文; 余热论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;