熱管的工作原理及特點

一、工作原理

       超導熱管的工作介質由多種無機活性金屬及其化合物混合而成，具有超常的熱活性和熱敏感性，遇熱而吸，遇冷而放。這種熱超導工質在一定溫度下被激活，并以分子震蕩形式來傳遞熱量，它超強導熱性能使其導熱系數是一般金屬的一萬倍左右，是水熱管的十倍左右，在傳導方向上幾乎沒有溫度的衰減并能以極快的速度傳遞（超音速傳遞）。

      二、特點

       超導熱管與普通熱管相比具有如下特點：

       （l)適用范圍廣。適用溫度為60一1000℃，而一般液體工質如水，只能用于100一350℃。溫壓曲線如圖1 。

       （2）安全可靠。不存在管內超壓問題，不怕干燒。液體工質汽化后，隨著溫度升高飽和蒸汽壓也升高，而超導介質熱管的內壓兒乎不隨溫度度的變化而變化，如圖1 。

       圖1 熱管工作的溫壓曲線

       （3)節省鋼材，優化傳熱。設計上可不考慮耐壓強度，只考慮傳熱性能、耐腐蝕和穩定性即可。

       （4）可消除導熱死區。水及其它液體工質在高溫相變過程中和母管金屬有不同形式的化學反應，如水熱管內就易產生氫氣等不凝氣體，從而在熱管上部形成導熱死區，影響傳熱效果，而超導介質熱管不存在此問題。

       （5）安裝方便，不受安裝位置限制。一般熱管必須依靠重力實現液體的循環（稱重力式熱管）。超導熱管可任意安裝，只要有溫差就可傳熱。

       （6）良好的導熱性。導熱速度快，強度大，效率高，超導熱管熱量的傳遞隨著溫差增加而增加，一般液體工質其汽相速度不能超過音速，一旦達到音速，即出現“阻塞”現象，如圖2。

圖2 熱管熱傳遞速率

     （7）具有良好的等溫性。試驗證明，一根長4M的超導熱管，其一端置于100℃的熱水中，另一端置于無風的大氣中，熱、冷兩端溫差不大于1℃；而同樣條件下的一般液體工質熱管，熱、冷兩端溫差高達3～4℃。這說明超導熱管具有良好的等溫性，即可在很小的溫差下，傳遞很大的熱通量，傳熱阻力小。

       （8）由于不考慮內壓，超導熱管形狀具有更大的靈活性，具有更廣泛的應用領域。