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    徑向熱管和軸向熱管的區別和不同應用

    時間:2017年12月26日 點擊: 【字體:


    目前,工業上使用較多的是軸向熱管,但隨著生產上對換熱設備要求的不斷提高,軸向熱管在使用過程中的局限性越來越突出,主要表現在以下幾方面:現有氣液相熱管換熱器(熱流體為工藝氣,冷流體為水)所使用的熱管是軸向熱管(多為重力熱管),主要有箱體式和分離套管式兩種。這類熱管是靠重力沿著管子軸向實現工作介質蒸發―冷周而復始的循環傳熱工作過程,因此在工作時受熱段必須在管子的下部,而放熱段則必須在管子的上部,水平時就難以實現熱的傳遞,由軸向熱管組成的熱管換熱器多用于水平方向流動流體的換熱,在垂直流動的流體中就很難應用。軸向熱管沿軸向導熱,不凝性氣體易于聚集在放熱段的端部,等溫性能受到影響,降低了熱管的傳熱性能。從制造工藝上分析,軸向熱管焊接點較多,密封也很困難,一旦發生泄漏后果不堪設想。箱體式熱管不能承受水側壓力,分離套管式能承受水側壓力,其水路流程比較復雜,造成水側阻力增大。徑向熱管隨著軸向熱管在工業生產中應用的不斷擴大,上述缺點已阻礙其在各領域中的發展。比如在硫酸工業中,由于場地的限制等原因,工藝要求熱管必須垂直布置,而且不能有泄漏,上述兩種結構的熱管就很難做到了。為此新型熱管換熱器――徑向熱管換熱器應運而生。徑向熱管早在60、70年代就已出現,但以前的徑向熱管的主要作用是提供一個恒溫場,如外延爐等溫熱管,石英晶體測試儀等溫熱管,溫度系數測試臺等溫熱管,法國Sodern的熱管恒溫爐等都是屬于這一范疇。南京工業大學熱管研究所的專家突破了徑向熱管僅作為恒溫場的限制,將徑向熱管作為傳遞熱量的傳熱元件進行研制開發,由江蘇科圣高溫熱管設備制造公司制造并投入使用。由于其功能變了,所以內部結構也相應改變,這主要反映在吸液芯結構上。作為等溫體的熱管其吸液芯一般布置,除管內腔壁面處布有吸液芯外,還另敷有輻條吸液芯。此類熱管管內汽、液兩相的流速很低,其關鍵是使汽、液兩相流體要充滿整個腔體,使之處于一個充分而完整的飽和狀態,從而形成一個等溫體,所以吸液芯要布滿整個內腔。而作為熱量傳輸的徑向熱管,汽、液兩相的流速相對較高,它的關鍵是吸熱面必須保證有充足的液體,以免出現干枯,因此一般只在吸熱面處敷置吸液芯,而過多布置吸液芯反而會阻礙蒸汽的通暢流動且增加了傳熱熱阻。

      設備運行結果證實:設計值與實測值基本一致,說明設計方法是正確的,同時可靠的運行又證實結構設計的合理性。將新型徑向熱管換熱器在工業生產中的使用情況(熱流體為工藝氣,冷流體為水)與傳統的軸向熱管進行分析比較,徑向熱管換熱器具有下述優點:(1)徑向熱管換熱器所使用的熱管是徑向熱管內布有吸液芯,流體回流是在毛細管力作用下實現的,因此熱管的工作位置和流體的流動不受任何限制,可以全方位工作,尤其適用于熱流體必須垂直方向流動的場合。(2)徑向熱管換熱器與軸向熱管換熱器相比,在處理量相同的情況下,設備更加緊湊,一般體積可縮小30~40,重量可減輕15~20.(3)徑向熱管能更有效的控制壁面溫度,由于其熱側的面積遠遠大于冷側的面積,所以能更好的提高壁面溫度。(4)徑向熱管具有很高的等溫性能,不凝性氣體對其影響極小,傳熱性能相對較好。(5)可大大提高系統運行的可靠性,即使外管腐蝕,也不會造成冷熱流體的串流。(6)徑向熱管換熱器兩側流體的流動阻力均較小,設備的運行費用低。(7)在徑向熱管換熱器中,水是在管內流動,因此具有很好的承壓能力。(8)由于水路的焊接點均在換熱器外側,維修方便。徑向熱管換熱器的諸多優點,表示其能廣泛的適用于氣-水換熱的各工業領域。

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