摘要：随着人类对资源的开发和利用，传统能源逐渐减少，将热管技术应用于热能工程，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。
关键词：热管技术关键点；航空航天工程；余热回收
前言：
随着人类对资源的开发与运用，传统能源渐渐减少，把热管技术应用于热能项目，不但能够完成热能的有效流动，并且还能够节约大量的能量，从而完成节约能源的目标。总之，热管技术已深入人们生活的每个区域，从军工到民用，从空间到地面，处处能够见到它的应用，而且不一样功能的热管也日趋向纵深方向发展。
1 热管的工作原理和基本组成
热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。
典型的重力热管在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入适量工质，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上升到热管上端，并向外界放出热量，凝结为液体。冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内热阻很小，热管的高导热能力与银、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，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地进行强化传热。此外，由于热管内部一般抽成真空，工质极易沸腾与蒸发，热管启动非常迅速。
2 热管在热能工程中的关键技术
2.1均温技术
主要是利用热管的等温性，将一个温度各处不相等的温度场变为一个温度各处都均匀的温度场。
2.2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100m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。
2.3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。交变热流密度在工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。
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3 热管技术在热能工程中的应用
3.1热管技术在航空航天上的应用
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。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应用
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。
3.4热管技术在纺织行业余热回收工程中的应用
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。
结语：
随着科学技术的不断发展，热能工程技术也不断革新的，与此同时，热能工程技术也遇到了前所未有的困难，那就是，高绝缘，高导热材料的研究和使用。在这种情况下，热管技术解决了这一问题。从水平的数量级的顺序，热管的热导率可高达105W/米・℃，铝，木铜，银和其他金属的几百甚至几千倍。通过热管的技术中，不施加任何力从一个非常小的横截面面积的热管就可以远距离传输大量的热。目前，热管其出色的散热性能，可靠的工作条件获得热能工程的青睐。
参考文献：
[1]杨志光.浅谈热管技术在热能工程中的应用田.赤子，2012（1）.
[2]何天荣.热管技术及其在热能工程中的应用[J].工业锅炉，2013（21）
论文作者:唐江荣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/17
标签：热管论文; 热量论文; 热能论文; 技术论文; 温度论文; 余热论文; 工质论文; 《电力设备》2018年第18期论文;