摘要：随着热管装置的不断应用，热管技术也开始得到越来越多热能工程的青睐，我国目前已经有很多热能工程都在应用热管技术，热管技术也在不断的应用中得到了提升，逐渐形成了能够与热能工程的发展现状相互适应的一种技术了，本人介绍了热管的基本结构及其工作原理，并对其在热能工程中的具体应用展开了探讨。
关键词：热管技术；热能工程；应用
引言：尽管热能工程已经在我国了发展了很多年了，但是在发展的过程中也遇到了很多的问题，尤其是在一些材料的使用和一些导热材料的研究问题上，经常会受到各种因素的影响而导致最后的施工效果不佳。而热管的发明则恰好的解决了这些问题，热管的导热性能相较于一些普通金属导热性能而言，其导热系数是普通导热系数的上千倍，热管可以通过较小的截面传输最多的 热量，并且传输距离较远，能够实现远程传热，其导热性能可见一斑，所以越来越多的热能工程开始应用热管技术。
一、热管的基本结构
热管有三个主要组成部分管壳、吸液管（管芯）、与工作液体.管壳一半采用不锈钢、铜、碳钢等金属材料作为主要材料.热管是一种封闭式结构，能够承受极大压力.吸液管紧贴管壁，通常由孔多毛细的结构材料构成.工作液体存在于热管的内部空腔，是工作状态下传递热量的介质.工作液体一般有甲醇、丙醇、水、氨等，不包括管内可能存在的空气或者其他杂物.工作液体在工作时处于液体与气体两种状态，一般在热管处于真空状态时被填充进去。
二、热管的工作原理
按照传热的状况，沿热管轴可以将热管分成三个工作段，即蒸发、冷凝、绝热三段。在工作过程中，外部热量导致蒸发段以及内部的液体温度升高蒸发，蒸发后蒸发段的气压迅速升高，当气压达到饱和蒸发压时，热量便以潜热的形式传递给蒸汽。在这个过程中，蒸发段内的饱和蒸汽压逐渐升高，这样就导致蒸汽段的气压远远大于冷凝段的气压，此时蒸汽便沿着蒸汽通道慢慢流向冷凝段，然后在冷凝段进行冷凝，从而放出潜热。从冷凝段放出的潜热通过吸液芯和热管的管壁，将热量传递到管外，这样就完成了无外力的热传统过程。在工作过程中，释放完热量的液体沿吸液芯进行回流，并最终回流到蒸发段，然后进行下一次的热量传递。这样周而复始，就可以不断地将热量从蒸发段传递到冷凝段。在热量传递的过程中，绝热段一方面为热管内流动的液体提供了流动的通道，另一方面还将蒸发段与冷凝段完整隔开，并且保证热管内的热量不向外界散失，从而保证了热量的有效传递。
三、热管在热能工程中应用的技术关键
1.均灌技术
热管具有等温性，当热管处在一个温度不一的温度场时，热管可以通过自身的调节使其所处环境变成一个等温的温度场。
2.汇源分隔技术
通过使用热管将热源和冷源完全分隔开，从而完成热交换，并且分割距离的长短可以根据现场需要以及热管的性能进行决定，短则几十厘米，长则lOOm不等。在进行连续生产的项目中利用汇源分割技术意义非凡。
3.交变热流密度
通过使用热管，既可以实现在小面积输入热量，大面积输出热量，还可以实现大面积内输入热量，小面积输出热量。这样能够有效进行单位加热传热面积与单位冷却传热面积进行热流量的变换。交变热流密度T-程项目中有着非常重要的用途，如通过控制管壁温度预防露点腐蚀。
4.热控制技术
热管可以通过热阻对温度的传输进行控制，进而达到有效控制温度的目的，一般情况下，热管都被用于控制冷源或者热源的温度。
5.单向导热技术
热管具有单向导热功能，作为一个单项导热的零部件，通常会被应用到冻土工程和太阳能工程中，这主要是基于重力热管的理论下得出的结论。
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6.旋流传热技术
通过转动产生的离心力可以实现热管内的工作液体从冷凝段回流到蒸发段，或者依靠工作液体的位差实现回流。通常情况下，旋转传热技术可以用在高速钻头、电机轴等高速回转轴件等工程项目上。
7.微型热管技术
微型热管与普通热管最大的不同在于微型热管的毛细力是存在于蒸汽通道旁边液缝弯月面供给的，而不是吸液芯产生的。微型热管技术通常在半导体芯片、手提电脑的CPU散热、集成电路等工程项目。
8.高温热管技术
高温热管内部的工作液体主要是液态金属，在工作状态下，金属造成的饱和蒸汽压相对较低，从而不会给高温下的热管制造高压。高温热管通常应用在核工程、高温热风炉、赤热体取热、太阳能电站等工程项目。
四、热管技术在热能工程中的实际应用
1.在航空航天上的应用
航天航空中的每一类航天器升入太空中后都会面临到一个问题，那就是直面太阳的一侧会受到高温的炙烤，背对太阳的一侧又会受到低温影响，由于航天器两侧无法实现正常的温度调节，就会导致两侧出现严重的温差，在这种情况下，只有通过热管技术，才能够平衡航天器两侧的温度差。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。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。
2.在铁路冻土路基上的应用
我国北方某些地区的土壤会存在永久冻土的问题，随着季节的变化，外界温度逐渐升高，永久冻土会直接从地下向上部逐渐融化，这会直接导致地面翻涌的现象，会严重影响公路运行安全，还会导致铁路路基输送，极易引发列出脱轨等交通事故。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.在炼焦炉余热回收工程中的应用
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。
结语：综上可知，热能技术不仅能够帮助企业生产，还有助于国家科研项目的正常进行，同时，特能技术作为一种能够回收热源的高新技术，在节约能源和环保生产的过程起到了关键性的作用，有效的缓解了能源危机问题，在我国经济发展方面期待了重大作用。热管技术作为最先进的热能技术之一，只有不断扩大其应用范围，不断提升其应用效果，才能够却解决更多的热能工程中所遇到的难题，能够为人类活动提供更多帮助。
参考文献：
[1]刘勇.热管技术在热能工程中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013（15）：47-48.
[2]杨慧鑫.热管技术在热能工程中的应用探究[J].甘肃科技，2014，30（17）：71-73.
[3]石映飞.热管技术在热能工程中的应用[J].科技创新与应用，2016（19）：147-147.
论文作者:李纯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：热管论文; 热量论文; 热能论文; 技术论文; 温度论文; 工程论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第26期论文;