热管及其性能测试PPT.ppt
热管技术概述1PPT课件
工作原理
热管由密闭容器、吸液芯结构和少量的工作流体组成，这 种工作流体与其自身的蒸汽处于平衡状态，即饱和状态。 一段热管可分为蒸发段、绝热段和冷凝段。外界热源通过 管壁和吸液芯进入蒸发段，使吸液芯中的工作流体蒸发汽 化。在蒸汽压力的作用下气体通过绝热段进入冷凝器，凝 结为液体后，通过散热器释放出汽化潜热。冷凝后的液体 在吸液芯弯月形间隙产生的毛细压力作用下回流到蒸发段。 这样，热管便持续不断地将蒸发段运送到冷凝段。只要有 足够的毛细压力使冷凝物回流到蒸发器中，这一过程便可 不断循环往复下去。
≈Rwall,e+Rwick,e+Rwick,c+Rwall,c
热管测试——实验室与设备
功能 热管原型制作 热管测试 主要设备
热性能测试
热管测试——热反应测试
热管测试
最大热负荷和热阻测试
热管测试
热性能测试设备
热管测试
最大热负荷
要测量一根热管的最大 热负荷，通常要将热管置于 模拟的理想环境下测试。沿 热管设置热电偶监测热管的 温度变化。测试时，逐渐提 高热输入的量，同时保持运 行温度恒定，在蒸发段温度 达到极限之前，便可得到最 大热负荷，即热管的最大热 传量。
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
通过实验测量计算热阻的公式为：Rhp=(Te,ave-Tc,ave)/Q 其中
RHP =热管热阻
Te,ave =蒸发段的温度
Tc,ave =冷凝段的温度 Q=热负荷，输入功率
热管数据表
描述-1 用途——沟槽型热管以纯水为工作流体，适用于
热导管技术介绍
Qmax变化 比例
-10% -5% 0% 0%
6以上
热管设计时应尽量减少打扁的厚度，折弯的 角度，弧度，形成正段差 Heat Pipe Technology
13
Thermal Performance (Q-max of groove and composite Heat Pipe) 沟槽管 2.0~2.5 2.6~3.0 3.1~3.5 3.6~4.0 4.1~4.5 4.6以上 Qmax变化比例 -10% -8% -5% 0% 0% 0% 复合管 2.0~2.5 2.6~3.0 3.1~3.5 3.6~4.0 4.1~4.5 4.6以上 Qmax变化比例 30% 30% 30% 20% 10% 0%
高效导热技术——热管
林梓荣 Novark Technology Inc
Heat Pipe Technology
1
热管概述
• • • • • • • 热管应用的技术背景 热管的运行机理 热管的组成 热管毛细结构的类型 热管的特性 热管的需求 热管的制作流程
Heat Pipe Technology
5
热管毛细结构的类型
沟槽 （Groove）
粉末烧 结(Sinter) 纤维(Fiber)
网状 （Mesh）
Heat Pipe Technology
6
热管的特性
（1）很高的导热性；热管内部主要靠工作液体的汽、液相变 传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力。导热系数是 铜的几十倍。 （2）优良的等温性；热管各处温度基本等于工质蒸汽是处于 饱和状态下的温度。 （3）热流密度可变性；热管可以独立改变蒸发段或冷却段的 加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷 却面积输出热量 。 （4）热流方向可逆性；即热管任意一端受热就可作为蒸发 段，而另一端向外散热就成为冷凝段 。 （5）热管可做成热二极管或热开关；所谓热二极管就是只允 许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动；热 开关则是当热源温度高于某一温度时，热管开始工作，当 热源温度低于这一温度时，热管就不传热。 （6）适应性大，可按应用场合制作成不同的形状。
热管技术
热管是一种新型高效的导热元件，是换热技术领 域的一项近代研究成果。它可以用很小的面积传递很 大的热量，其导热系数非常大，是金属良导体（如Ag、 大的热量，其导热系数非常大，是金属良导体（如Ag、 Cu、Al）的数千倍。有超导热体和亚超导热体之称。 Cu、Al）的数千倍。有超导热体和亚超导热体之称。
热管的相容性和寿命
热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内，管内工 作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化，或有变 化但不足以影响热管的工作性能。相容性在热管的应用中 具有重要的意义。只有长期相容性良好的热管，才能保证 稳定的传热性能、长期的工作寿命及工业应用的可能性。 碳钢－水热管正是通过化学处理的方法，有效地解决了碳 钢与水的化学反应问题，才使得碳钢— 钢与水的化学反应问题，才使得碳钢—水热管这种高性能、 长寿命、低成本的热管得以在工业中大规模推广使用。
热管原理
表面张力与毛细管现象 表面张力：在等温情况下增 加液体单位表面积所需要 的功。 接触角：液体表面及固体表 面切线间的夹角。 对三相交界线受力分析得
σ vs = σ sl + σ lv cos θ
所以:
σ vs − σ sl cos θ = σ lv
弯曲液面两边的压差
受力分析得到方程:
( p1 − p2 )dS1dS 2 = σdS1 dS 2 + σdS 2 dS1
(1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液 －汽）分界面； (2)液体在蒸发段内的（液－汽）分界面上蒸发； (3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段； (4)蒸汽在冷凝段内的（汽－液）分界面上凝结； (5)热量从（汽－液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源； (6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。
热缩套管的阻燃性能测试
热缩套管的阻燃性能测试
苏州市飞博冷热缩制品有限公司的主打产品之一就是热缩套管，销量最高的就数1KV 低压热缩套管。
一般耐压是600V-1KV，耐温是125℃，我司的这种低压热缩套管是无卤的环保效果比较好。
但是这种普通热缩套管达不到特殊客户要求的阻燃效果，我司通过一系列热缩套管的阻燃性能测试研制出了一款具有阻燃性的热缩管。
PE阻燃热缩套管简称阻燃管，具有柔软平整物理性能稳定等普通热缩管的所有特点。
其实阻燃热缩套管与普通的热缩管基本上是一致的，就是在制作的原材料上阻燃管会多添加一种叫阻燃剂的辅料。
因为阻燃热缩套管在原材料上多添加了一点东西，所以在颜色方面阻燃管要比普通热缩管略微浅一点点。
苏州飞博的阻燃热缩管都是不印字的，并且也可以从颜色上区分开来。
下面小编来教给大家一下简单的热缩套管的阻燃性能测试，方便客户以后可以自行做测试。
以下热缩套管的阻燃性能测试结果为不合格：
1.把样品置于火焰上方燃烧10秒，然后移去火焰要远离样品至少150mm的距离，火焰熄灭时间超过30秒不灭；
2.再将火焰移到样品下面重新点燃样品燃烧10秒，然后移开火焰火焰燃烧时间超过60秒；
3.将样品的熔融物滴落在脱脂棉上，引燃脱脂棉。
以下热缩套管的阻燃性能测试结果为合格：
1.移除火焰后样品在30秒内熄灭；
2.样品的熔融物不能引燃脱脂棉。
很多人都有严重的误解以为阻燃管就是扔在火里不会燃烧。
这怎么可能呢，就连金属在大火里都会融化的何况热缩管这种塑料制品。
简单查看所买的热缩套管是否阻燃只要按照上面的热缩套管的阻燃性能测试试一下就好了，如果要求严格的话可以送样到检测机构检测一下。
热管应用ppt课件
二. 热管的工作过程
（1）热量从热源通过热管管 壁和充满工作液的吸液芯传 递到液-气分界面； （2）液体在蒸发段的液-气 分界面上蒸发； （3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸 发段流向冷凝段； （4）蒸汽在冷凝段内的液气分界面上凝结； （5）热量从液-气分界面通 过吸液芯、液体和管壁传给 冷源； （6）在吸液芯内由于毛细作用（或重力等）是冷凝后的工作也体 回流到蒸发段。
工作液体在管壳内连续流动，同时存在着温差、杂质 等因素，使管壳材料发生溶解和腐蚀，流动阻力增大，使热管传热性能降低。当管壳被腐蚀后，引起 强度下降，甚至引起管壳的腐蚀穿孔，使热管完全失效。Βιβλιοθήκη (3)管壳材料的腐蚀、溶解
总结：热管技术的重要特点
与常规换热技术相比，热管技术之所以能不断受到工程界欢迎，是因其具 有如下的重要特点。 (1)热管换热设备较常规设备更安全、可靠，可长期连续运行 这一特点 对连续性生产的工程，如化工、冶金、动力等部门具有特别重要的意义。常规换 热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄 漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，则是二次间壁换热，即热流要 通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发 段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。 (2)热管管壁的温度可调性 热管管壁的温度可以调节，在低温余热回收 或热交换中是相当重要的，因为可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在 低温流体的露点以上，从而可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行。这在电站锅 炉尾部的空气预热方面应用得特别成功，设置在锅炉尾部的热管空气预热器，由 于能调整管壁温度不仅能防止烟气结露，而且也避免了烟灰在管壁上的粘结，保 证锅炉长期运行，并提高了锅炉效率。 (3)冷、热段结构和位置布置灵活 由热管组成的换热设备的受热部分和 放热部分结构设计和位置布置非常灵活，可适应于各种复杂的场合。由于结构紧 凑占地空间小，因此特别适合于工程改造及地面空间狭小和设备拥挤的场合，且 维修工作量。 (4)热管换热设备效率高，节能效果显著。
热管的换热原理及其换热计算
热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件，热管最早应用于航天领域，时至今日，已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域，石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。
热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成，热管自身形成一个高真空封闭系统，沿轴向可将热管分为三段，即蒸发段、冷凝段和绝热段。
其结构如图所示：严deTn , adiabatic section^vaporationvapor flowouiwick structurecontainerliquid flow热管的工作原理是：外部热源的热量，通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升；液体温度上升，液面蒸发，直至达到饱和蒸气压，此时热量以潜热的方式传给蒸气。
蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。
在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。
放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管外冷源。
冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。
如此往复，不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。
绝热段的作用除了为流体提供通道外，还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用，并使管内工质不与外界进行热量传递。
在热管真空度达到要求的情况下，热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。
根据热管的不同应用场合，我公司设计有多种不同的热管吸液芯，包括：轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。
基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证，多年实践证明，我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。
(1)产品展示（2）产品参数说明⑶产品性能测试图例长厘7懐跡的真空退火管杲大传祸功率測试700SOO4003W2001W 图1长度700mm勺真空退火管最大传热功率测试图2热管等温性测试曲线二热管技术的原理应用与发展热管传热利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。
热管测试
热管测试日期:2005-12-7 17:56:42 来源:来自网络查看:[大中小] 作者：椴木杉热度：10531 热管测试安装如上图所示。
2.加热块长度：DA=40mm，散热块长度：DB=35mm，室温:Te：25±3℃。
3.在HEATPIPE的一端加热並将温度保持在TH=70±5℃，另一端利用水套（或风扇）强制冷卻（冷卻端永远保持最大冷凝功效）- -此？的功率？？管的最大？？功率。
4.HEATPIPE加热端利用电源供应器提供加热端所需之加热功率。
A-尺寸区分：直径：Φ4 Φ5 Φ6 Φ8B-型状区分：直管型U型U型压扁型压扁折弯型圆管型S型C-长度区分：80∽500危害物质管理六大项：铅及其化合物（Lead and its Compounds）汞及其化合物（Mercury and its Compounds）六价铬化合物（Hexavalent-Chromium VI）镉及其化合物（Cadmium ang its Compounds）多溴联苯（PBB）多溴二苯醚（PBDE）热管通过完美的性能测试Complete heat pipe R&D and testing capability。
弯度和横面计算准确Precision bending and flatttening100%的抗老化和性能测试 100%aging and testing产品效率高 Hight production efficiency散热能力强 Hight heat transfer capability低热阻系数 Low thermal resistance热管的直径及大小和下图一致The dimensional attributes of this heat pipe shall conform to the following drawing.表一热管的尺寸Fig. 1 Heat Pipe Dimensions热管的表面应避免任何损坏,比如人为错误使用等。
热管的换热基本知识及其换热计算
热管的换热原理及其换热计算一热管简介热管是近几十年发展起来的一种具有高导热性能的传热元件，热管最早应用于航天领域，时至今日，已经从航天、航天器中的均温和控温扩展到了工业技术的各个领域，石油、化工、能源、动力、冶金、电子、机械及医疗等各个部门都逐渐应用了热管技术。
热管一般由管壳、起毛细管作用的通道、以及传递热能的工质构成，热管自身形成一个高真空封闭系统，沿轴向可将热管分为三段，即蒸发段、冷凝段和绝热段。
其结构如图所示：condensation adiabatic section evaporationvapor flowcontainerliquid flow热管的工作原理是：外部热源的热量，通过蒸发段的管壁和浸满工质的吸液芯的导热使液体工质的温度上升；液体温度上升，液面蒸发，直至达到饱和蒸气压，此时热量以潜热的方式传给蒸气。
蒸发段的饱和蒸汽压随着液体温度上升而升高。
在压差的作用下，蒸气通过蒸气通道流向低压且温度也较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。
放出的热量从气液界面通过充满工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管外冷源。
冷凝的液体通过吸液芯回流到蒸发段，完成一个循环。
如此往复，不断地将热量从蒸发段传至冷凝段。
绝热段的作用除了为流体提供通道外，还起着把蒸气段和冷凝段隔开的作用，并使管内工质不与外界进行热量传递。
在热管真空度达到要求的情况下，热管的传热能力主要取决于热管吸液芯的设计。
根据热管的不同应用场合，我公司设计有多种不同的热管吸液芯，包括：轴向槽道吸液芯、丝网吸液芯和烧结芯等。
基于热管技术的相变传热原理、热管结构的合理设计以及专业可靠的品质保证，多年实践证明，我公司生产的热管及热管组件正逐渐迈向越来越广阔的市场。
(1)产品展示（2）产品参数说明(3)产品性能测试图例长厘700跡的真空退火管量大传储功率測试TOO6®SOO400S3002001W 图1长度700mm的真空退火管最大传热功率测试图2热管等温性测试曲线二热管技术的原理应用与发展热管传热利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。
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热管及其性能测试
吉林建筑工程学院城建学院
热管是一种利用工质相变进行热量传递 的高效传热器件，其传热效率和输热能力是 一般传热器件的100～1000倍，被誉为热的 “超导体”，具有导热性好、结构简单、工 作可靠、温度均匀等优点，可用于传热、变 换热通量以及热控制等方面。用热管制成的 换热器结构紧凑、体积小、重量轻、传热温 差小、使用寿命长，已广泛应用在航天技术、 电子电器、能源动力、运输、化工、轻工、 冶金等领域。
你能设计出应用 热管回收烟筒中 烟尘的热量吗？
谢谢！
此外，还可以通过比较使热管和 铜管冷凝器中的水温达到相同温度所 需时间的差别，对铜管与热管的传热 效率进行比较。
【注意事项】
• 1. 安装热管时应尽量保持垂直。 • 2. 热管为真空封闭系统，应注意避免磕碰以
防漏气。 • 3. 通电加热后，热管温度很高，应注意防止
烫伤。 • 4. 检流计的线圈和悬丝很精细，应注意保护，
热管的基本特性是：
• 1. 相变传热，极高的传热效率；热阻极小， 当量导热系数极高；
• 2. 灵活多变的结构形式及型体尺寸；蒸发端 和冷凝端可以分隔很远；
• 3. 具有很好的等温表面；输入输出的热流密 度可以变化。
【实验装置】
实验装置如图所示， 包括支架、热管（管壳 材料为紫铜，内径为 3.5cm，壁厚为0.3cm， 长为110cm，工质为 水）、加热器（电热水 杯）、冷凝器、热电偶 和检流计等。
利用这一特点工业上可以用于节能减排、 废热的回收与利用。利用热管回收烟筒中烟的 热量，是把热管组放在烟筒中，回收烟尘的热 量给水加热。加热后的水可作为锅炉的预热水 或居民供暖，加以利用。
2、热管的另一重要特性是等温性
拉平温度是与热源和冷源分开的特点紧密 相关的。由于热管是趋向于在均匀温度下运行 的，因此可用它来减小物体不均匀加热区之间 的温度梯度。热管的这一特性应用到人造卫星 上。人造卫星是一部分向阳，而一部分背阴， 温差很大。把热管装在卫星上，可以使其阳面 和阴面的温度趋于均匀。
轻拿轻放。
【思考题】
根据热管的工作原理，你能设计出怎样采 用热管利用烟筒中烟尘热量的方案吗？
【实验总结】
热管的种类很多，普通的热管是有管芯的 热管。它是利用液体的表面张力使冷凝液回流 到蒸发端的。同学们有兴趣，可参阅有关资料。
这是一个定性半定量实验，因为没有计算 热管在空气中散热。
比较实验表明：
【实验内容】
1. 测量热管的传热功率 首先通电加热使加热器中的水沸腾，然后
将热管蒸发端放入加热器中，并垂直固定于支 架上，将质量为m的水倒入冷凝器中。t1时刻 用温度计测量冷凝器中水的温度T1。热管把热 量由底端（加热器）传到顶端（冷凝器），使 冷凝器中的水被加热。t2时刻用温度计再次测 量冷凝器中水的温度T2。
位置／cm 0 15 30 45 60 75
温度／℃
3. 比较铜管与热管的传热效率
首先通电加热使加热器中的水沸腾，然 后将铜管（材料为紫铜，尺寸与热管相同） 放入加热器中并固定，把与倒入热管冷凝器 相同质量m的水倒入铜管冷凝器中。t1时刻用 温度计测量冷凝器中水的温度T1，t2时刻用温 度计再次测量冷凝器中水的温度T’2（t1到t2的 时间间隔取为30分钟），比较T2和T’2就可以 得到铜管与热管传热效率的差别。
左右，在此状态下充入少量水（管内容积的十分 之一左右）。热管下部的蒸发端被加热后，液体 因吸收热量而汽化为蒸汽。在微小压差作用下蒸 汽流向热管上部的冷凝端，并向外界释放出热量 后凝结成液体。该液体在重力作用下沿热管内壁 回流到蒸发端，并再次吸热汽化，此过程无限循 环完成传热。由于是相变传热，因此热管热阻很 小，其传热效率很高。另外由于管内工质处于饱 和状态，因此热管几乎是在等温下传递热量。
【实验目的】
• 1.了解热管的基本结构与工作原理。 • 2.掌握热管性能的测试方法，热电偶测温。 • 3.了解热管的应用。
【热管原理】
热管结构如图 所示，是由管壳、管 芯（用于冷凝液回流） 和工质组成的真空封 闭系统。
重力热管的制作和工作原理：封闭的管内
先抽真空，使内压达到1.3×10-3～1.3×10-4Pa
• 1. 热管传热效率高。热管与铜管（形状、尺 寸、管材完全相同）。热源温度相同（沸水
99℃），冷凝用初始温度相同（室温）。经
实验传热效率比较，热管是铜管的40倍。 • 2. 热管基本上是等温体。加热30分钟后，热
管表面温度靠近热源处为80℃，靠近冷凝器 处为70℃。温差不大。
热管的应用
热管的应用十分广泛。根据热管的特性对 热管的应用举两个例子。 1、热管的一个重要特性是传热效率高
Hale Waihona Puke 注：t1到t2的时间间隔取为30分钟，不计散热。
热管的平均传热功率 P 为
P Cm(T2 T1) t2 t1
其中C为水的比热容。 冷凝器温度不同，则传热功率不同，上
式给出的是t1到t2的时间间隔内热管的平均传 热功率。
2. 测量热管的等温性 采用热电偶和检流计测量热管外壁的温
度分布（热电偶已定标）。沿热管外壁由下 向上每间隔15cm为热电偶的一个触点，另 一个触点置于加热器的水中。记录各触点的 温度填入表中。画出温度分布曲线图。实验 表明，热管外壁每个触点的温度差别很小， 热管除两端外近似一个等温体。