热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究
热管在青藏高原多年冻土区高速公路应用中的适用性评价
热管在青藏高原多年冻土区高速公路应用中的适用性评价孔森;温智;吴青柏;王大雁【摘要】为了研究多年冻土区高速公路热管路基的制冷效果及适用范围,建立热管路基水热计算模型,分析不同条件下的热管路基冻土人为上限深度和热稳定状态,并将路基高度、年平均气温、气温年较差3个因素形成组合进行热管的适用范围分析.研究结果表明:对于气温年较差为12℃的冻土区,高度为4 m的热管路基适用于年平均气温低于-5.5℃的区域,高度为3 m的热管路基适用于年平均气温低于-5.8℃的区域;对于青藏高原大部分地区,在15 a的运营期限内,高速公路热管路基具有一定的局限性,其服役期限内不能保持路基稳定性;但对于风火山地区,采用高度为3 m 的热管路基可以保证工程稳定性.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(050)006【总页数】8页(P1384-1391)【关键词】热管;冷却效果;路基高度;年平均气温;气温年较差【作者】孔森;温智;吴青柏;王大雁【作者单位】中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州,730000;中国科学院大学地球科学学院,北京,100049;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州,730000;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州,730000;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】U416.1+68为了推动国家“一带一路”倡议的顺利实施，促进北方寒区经济社会发展，国家规划在“十三五”期间启动建设青藏高速公路等一大批多年冻土区高速公路工程。
高速公路在运输能力、运行速度和运营安全方面有巨大的优势，在推进西部大开发战略的实施、促进寒区经济发展以及保障国防安全等方面有不可替代的作用，然而，高速公路因其运行速度高对路面平整度和不均匀变形有严格的要求。
热管保持冻土低温的原理
热管保持冻土低温的原理热管是一种利用液体在管中的自然循环运动传热的传热元件。
热管的工作原理是利用液态工作介质在低温端吸收热量，然后在管道内自然对流，输送到高温端释放热量，完成热量传递的过程。
因此，热管可以帮助保持冻土的低温环境。
在地下工程或工业生产中，需要保持土壤冻结状态以维持特定的工程要求。
冻结土壤可以提供更好的承载能力和阻止水的渗透，因此在一些地下管线工程和基础工程中，需要保持土壤的冻结状态。
而热管正是一种有效的技术手段，可以帮助维持土壤的冻结状态。
首先，我们需要了解热管在保持冻土低温中的基本原理。
当地下土壤需要保持冻结状态时，可以通过向土壤下方埋设热管，并在热管内充入工作介质（通常是液态）。
然后利用外部的冷却装置或环境来让低温端的热管吸收土壤释放的热量，使得工作介质从低温端获得热量，变成蒸气状态。
蒸汽流向高温端，然后在高温端释放热量，再变成液态工作介质，完成了一个循环。
通过这样的方式，热管可以帮助维持土壤的低温状态，从而实现保持土壤冻结状态的目的。
具体来说，热管保持冻土低温的原理可以分为以下几个步骤：第一步，热管埋入土壤中。
首先，需要在土壤下方埋设热管，使得热管的低温端能够和土壤充分接触。
通常情况下，热管需要埋设到冻土层的下方，以确保对土壤进行有效的冷却和维持低温状态。
第二步，工作介质的状态转换。
在热管中充注液态工作介质后，当热管的低温端与土壤接触时，土壤释放的热量会让工作介质发生相变，从液态转变成蒸汽状态。
这个过程是热管工作的核心，因为液态工作介质在吸收热量后能够快速蒸发成蒸汽，在热管内部形成自然对流的流动。
第三步，热量传递。
蒸汽在热管内部形成对流后，会流向热管的高温端。
在高温端，蒸汽释放热量，重新转变成液态工作介质。
这个释放热量的过程将热量传递给周围的环境，包括土壤。
通过这样的方式，热管可以起到维持土壤低温状态的作用。
通过以上几个步骤，可以看出热管保持冻土低温的原理是利用液态工作介质在热管内部的自然循环运动，通过热量的吸收和释放来维持土壤的低温状态。
热管用于寒区冻土路基加固的工作原理
热管用于寒区冻土路基加固的工作原理一、引言寒区冻土路基的加固是一项重要的工程，而热管作为一种新型的传热元件，被广泛应用于寒区冻土路基加固中。
本文将详细介绍热管的工作原理以及其在寒区冻土路基加固中的应用。
二、热管的工作原理1. 热管的结构热管是由内部充满工作流体的密闭金属壳体组成。
其内部结构通常包括蒸发段、绝热段和冷凝段。
其中，蒸发段与绝热段相连，绝热段与冷凝段相连，形成一个完整的循环系统。
2. 热管的工作原理当蒸发端受到外界加热时，其中充满的工作流体会被加热并蒸发成为气态。
气态流体会向着辐射面方向移动，并在绝热段遇到低温表面时再次凝结成为液态，并通过毛细力回到蒸发端。
这样就完成了一个完整的循环过程。
三、热管在寒区冻土路基加固中的应用1. 热管的优势热管具有传热效率高、能耗低、使用寿命长等优点，因此在寒区冻土路基加固中得到了广泛应用。
与传统的加固方法相比，热管加固具有更好的效果和更长的使用寿命。
2. 热管的应用场景在寒区冻土路基加固中，热管通常被应用于路基表层的加固。
通过将热管埋入路基表层中，利用其传导热量的特性，在冬季将地下水体升温至0℃以上，从而避免水体结冰引起路基沉降。
3. 热管的具体操作步骤（1）确定加固区域：根据现场实际情况确定需要进行加固的区域。
（2）设计方案：根据实际情况设计合理的方案，包括热管数量、深度、间距等参数。
（3）施工前准备：清理施工现场，并对施工区域进行必要的预处理。
（4）铺设热管：按照设计方案进行铺设，并进行必要的连接和测试。
（5）启动系统：启动系统并监测运行情况，确保系统正常运行。
（6）维护保养：定期对系统进行维护保养，确保其长期稳定运行。
四、总结热管作为一种新型的传热元件，在寒区冻土路基加固中具有广泛的应用前景。
通过了解热管的工作原理以及在寒区冻土路基加固中的应用，可以更好地理解其优势和操作步骤，从而更好地应用于实际工程中。
热管技术的工作原理及在多领域中的应用
热管技术的工作原理及在多领域中的应用1、热管的基本组成及工作原理A、热管的组成：热管主要由主体（一根封闭的金属管）、充注工作介质的内腔和毛细结构（管芯）。
在制作时，管内的空气和其他杂物要清除干净，需为真空状态。
B、热管的工作原理：一个完成的热管，沿轴可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。
当热管在工作时，热管的蒸发段受到外界热量影响，此处的工作介质受热蒸发，蒸发后气压迅速升高，由于蒸发段与冷凝段气压不同，蒸发段的蒸汽沿着通道流向冷凝段，冷凝段温度低于蒸发段，于是蒸汽在此处释放热量并冷凝，回落到蒸发段，此时就完成了热量的传递。
如此的周而复始，就完成了大量的热量的传递。
热管热量的传递是无外力自动发生的，利用工作介质的相变来进行的，通常只要有温差，就能产生热量的传递。
由于蒸发段与冷凝段之间是有绝热装置完全隔离开的，因此能够保证热管内的热量不会散失到外界，保证了热量的传递。
2、热管技术的应用由于热管技术具有很快的传热速度，因此被应用于各个领域。
而且在使用过程中，可根据实际使用情况，可通过热管将热源和冷源完全分离开来完成热量的传递，非常的灵活和便捷。
A、在航空航天中的应用热管技术最早是应用于航天航空中的。
航天器在天空中时，向着阳光的一面温度高，背阴面温度较低，温差较大，而利用热管技术，热管的蒸发段从向阳的一面吸收热量，传递到背阴的一面，以此来实现两侧温度的平衡，避免两侧的温差过大，导致航天器出现故障。
B、工业领域中的热回收应用在工业领域，余热资源非常多，但能够再次进行利用的却很有限，由于技术或资金的原因，导致一些余热资源被浪费掉了。
如很常见的烘干或类似的工序，需要先将环境中的空气（即新风）送进反应炉中，经过加温，加热到符合条件的热度后，在进行下一步作业，为保证炉内空气的新鲜和维持一定的压力，需要将作业完后的空气排出，此时排除的空气会带有一定的热量；通过热管技术，对这部分热量进行回收，对新风进行预热，就减少了能源的投入，降低了成本。
浅谈青藏铁路多年冻土区热管施工技术 陈德志
浅谈青藏铁路多年冻土区热管施工技术陈德志摘要：既有青藏铁路32公里长的路基采用了热管技术措施，取得了基底地温降低、冻土上限上升的良好效果，确保了多年冻土地段路基的稳定。
关键词：青藏铁路；多年冻土区；热管；技术措施1.工程概况青藏铁路格尔木至拉萨段扩能改造工程清水桥车站，属楚玛尔河高平原区，含冰量冻土，局部为含土冰层，为保护多年冻土需采取有效的保护多年冻土技术措施。
k1016+270~k1017+416段路基两侧护道中心、护道坡脚各设一排热管加强冻土保护，热管沿线路纵向间距2.8m。
2.工程地质冻土是指温度≤0℃并含有冰的各类土壤。
冻结状态持续多年（3年以上）不融化的冻土，称多年冻土。
冻土由固体矿颗粒、粘塑性冰包裹体、液相水（未冻水和强结合水）和气态包裹体（水汽和空气）组成。
冻土的稳定性不仅取决于冻土本身的性质，也取决于外部的温度和环境。
3.热管工作原理青藏铁路冻土路基工程中广泛应用的低温热管，其中本工程中采用Φ89mm热管。
热管工作原理是利用管内介质的气液两相转换，依靠冷凝器和蒸发器之间的温差，通过对流循环来实现热量传导的系统。
当大气温度低于冻土低温时，热管自动开始工作，当大气温度高于冻土地温，热管自动停止工作，不会将大气中的热量带入地基，收到了基底低温降低、冻土上限上升的良好效果。
Φ89mm热管是密闭真空腔体注入液氨构成，以液氨做工作介质的重力热管。
管的下端为蒸发段（吸热段），上端为冷凝段（放热段），根据实际工程要求，在两段中间布置绝热段，制造时管内抽真空并充入适量的液氨后密封，使用时热量从热源通过吸热段管壁传给液氨，液氨在蒸发段内蒸发，蒸汽从蒸发段流到冷凝段，并在冷凝段内凝结，热量通过放热段管壁传给冷源，冷凝段凝结的液氨靠重力返回吸热段。
通过以上循环，热源热量源源不断地流向冷源。
由于管内液氨需靠重力循环，所以该元件使用时只能是热源在下端、冷源在上端。
即传热具有单向性，不可逆向传热。
在寒季，由于空气温度低于多年冻土的温度，蒸发器中液体工作介质吸收多年冻土中的热量而蒸发，蒸汽在管内压差的驱动下沿热管中心通道向上流动至冷凝器，与相对温度较低的冷凝器管壁接触后放出汽化潜热冷凝成液体，液体工作介质在重力作用下沿管壁流回蒸发器再蒸发，如此循环即将多年冻土中的热量源源不断地传到大气中。
利用热管-保温材料复合结构提高冻土区路基稳定性研究
第 ３ ２卷 第 １ 期
２ ０ 年 ２月 ０８
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文章编 号 ：６ ３０）１０ ２ ．５
利用 热 管． 温 材 料 复 合 结构 提 高 保 冻 土 区路 基 稳 定 性 研 究
段 东明 杨永平１ ， 庆朝 张鲁新 ，魏 ２ ，
（． １北京交通大学 土木建筑工程学院 ， 北京 １０ ４ ； ． ００ ４ ２ 同济大学 道路与交通工程教育部重点试验室 ， 上海 ２０ ３ ） ０ ３ １
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热管技术的应用研究与发展
热管技术的应用研究与发展热管技术是一种热传导技术，它利用物质的蒸发和冷凝原理，将热量从一个位置传输到另一个位置，被广泛应用于电子设备、军事、航空航天等领域。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，热管技术的应用和研究得到了持续的推进和发展。
热管技术最早出现在1960年代后期，主要应用于太空技术中，用于控制卫星上电子设备的温度。
随着该技术的不断成熟和发展，其应用领域不断拓宽。
目前，热管技术已经应用于各种电子设备，例如笔记本电脑、手机、平板电脑等，通过热管技术的热导性能实现散热降温，提高设备稳定性和寿命。
同时，在军事、航空航天领域，热管技术也被广泛用于控制和维持各种设备的温度，提高设备性能和稳定性。
热管技术的基本原理是利用工作流体的液态和气态相变过程来传导热量。
工作流体的蒸发和冷凝是热传导的基本形式，热量从热源端向工作流体传递，利用蒸汽的扩散浸渍到蒸汽空腔壁面上，再通过冷凝放出潜热释放给冷源。
通过工作流体的流动达到传递热量的效果。
与其他传热技术相相比，热管技术具有以下优点：1.高热传导能力。
热管技术可以跨越较长距离传输热量，具有很强的热传导能力。
2.自控制效应。
热管在工作过程中，由于相变过程的自发控制，具有自控制效应，可以有效地控制热源温度。
3.可靠性高。
由于热管内无运动部件和润滑剂等机械结构，所以热管寿命长，可靠性高。
热管技术的应用越来越广泛，其优越的热传导性能和可靠性也引起了越来越多的研究和发展。
其中一个关键的发展方向是优化热管结构和材料，以达到更高的热传导性能和工作温度范围。
现代材料科学的发展为热管技术的进一步发展提供了重要的支撑。
例如，高温热管技术能够解决高温条件下热量传递的问题，提高了热管的工作温度范围。
有学者提出了高温热管技术的基础元件，包括压缩机、蒸发器、冷凝器和热管本体等。
在热管本体方面，研发团队采用了碳化硅纳米材料作为热管主体，大大提高了热传导速度和传导能力，极大地拓展了高温热管技术的应用领域。
热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究
热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究Thermosyphon technology and its application in permafrost杨永平 1,2，魏庆朝 2，周顺华 1，张鲁新2(1. 同济大学 道路与铁道工程教育部重点实验室，上海 200331; 2. 北京交通大学 土建学院，北京 100044)摘 要：热管技术是国外寒区工程中广泛使用的一项主动冷却地基土体的技术，青藏铁路修建之前，国内很少对此技术进行研究。
本文针对应用于青藏铁路多年冻土工程中的热管类型，通过国内外的研究资料，综述了与青藏铁路热管应用效果相关的理论研究 与工程实践成果。
由于青藏铁路沿线独有的气候和冻土条件，文中的理论与实践方法与参数虽然不能简单照搬应用于青藏铁路的 设计，但是可以对青藏铁路多年冻土区热管的设计与应用起到借鉴的作用。
关键词：青藏铁路；热管；多年冻土；综述 中图分类号：U 416文献标识码：A文章编号：2005–4548(2005)06–0698–09作者简介：杨永平（1976– ），男，博士，2004 年 12 月于北京交通大学土木建筑工程学院获博士学位，现为同济大学博士后， 从事高速铁路特殊土质路基结构分析及数值分析研究。
Y ANG Y ong-ping 1,2，WEI Qing-chao 2，ZHOU Shun-hua 1，ZHANG Lu-xin 2(1. Key Laboratory of Road Traff ic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200331, China; 2. Civil Engineering School, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract: Thremosyphon is a widely used technology applied to the engineering projects in permafrost regions at home and abroad. Before the construction of the Qinghai-Tibet railway, there was little study on this technology. This study is based on the type of the thermosyphon used in the Qinghai-Tibet railway. For the weather and permafrost conditions of Qinghai-Tibet plautea are different from the conditions of foreign countries, it is not proper to directly apply their theory and productions to the design of thermosyphon embankments in Qinghai-Tibet railway. This paper will be useful for the design and application of the thermosyphon used in permafrost regions of Qinghai-Tibet railway.Key words: Qinghai-Tibet railway ；therm osyphon ；perm afrost ；com prehensive study加拿大已将热管广泛应用于北美寒冷地区的工程0 引言建筑物，用于冷却地基确保冻土稳定性。
多年冻土地区热棒施工工法
多年冻土地区热棒施工工法多年冻土地区热棒施工工法一、前言多年冻土地区包括北极、西伯利亚等地区，由于寒冷气候和永久冻土土质的不稳定性，通常会给工程建设带来很大的困难。
多年冻土地区热棒施工工法则是一种可以有效解决多年冻土地区建设的技术，本文将对其进行详细介绍。
二、工法特点在多年冻土地区，当建筑物切入至冻土层时，会大大影响到冻土层的稳定性，导致土壤松动，抗拔力下降，容易导致整个建筑坍塌。
为了解决这个问题，热棒施工工法应运而生。
热棒施工工法是一种通过加热方法来融化土壤，使其达到一定流动性的技术。
在施工中，将热棒逐段插入地层中，并通电进行加热，使得热棒所处的土层温度升高，并导致周围冻土层的融化。
通过重复这个过程，可以使得所处的土层变得液态，达到破除多年冻土层的目的。
三、适应范围多年冻土地区热棒施工工法非常适用于低温多年冻土层，适用于建设油气井、桥梁和各类隧道等土木工程。
此外，在极地科学考察活动中，也有实用价值。
四、工艺原理热棒施工工法的理论依据在于热量从温度高的物体传递到温度低的物体，从而导致两个物体之间温度差异的减小。
在这个过程中会由高温热体流向周围的低温环境，从而使得周围物体的温度升高。
在多年冻土地区热棒施工中，热棒通过加热的方式使得所处的土层温度升高，从而导致周围的土层融化。
这个原理是整个热棒施工工法的基础。
由此可知，在施工过程中，需要对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释，以确保受冻土层施工的质量，避免其造成的负面影响。
此外，为了提高施工效率还需对土层进行分类，设计适合不同土层性质的加热方案。
五、施工工艺热棒施工工艺的组成主要包括地面埋深、加热策略、接线技术、防腐保护、封装技术和内部组件等环节。
在施工过程中需要进行以下步骤：1. 对工程建设的概况及难度进行细致分析并提出合适的施工方案。
2. 对热棒进行储运和保管工作。
3. 指定加热棒的布设方案。
4. 选用合适的机具设备，完成施工过程的各个环节。
热管技术及其工程应用
热管技术及其工程应用
热管技术是空气压缩器的现代化技术，它是一种新型的节能和环境保护技术，具有结构简单、体积小、可靠性高等优点。
热管技术可以用来生产多种温度不同的空气压缩机，以满足客户的不同需求。
热管技术的工作原理是在高温条件下利用金属热管发挥其能量
转移的作用，通过热管内壁的热能传输，实现空气压缩机蓄热，把空气转变成较高压力的低温空气。
热管技术的应用非常多，它可以用在空调压缩机、冷却器和加热器等应用领域，其中，最常用的就是空调压缩机，它可以将空气从一端压缩到另一端，达到加热和冷却的效果。
此外，热管技术可以用在工业或者冶金等行业中，用来冷却或加热水，以便进行进一步的处理。
热管技术具有节能、高效、稳定性等优点，可以有效提高生产效率。
相比传统技术，热管技术工作效率更高，耗电量较低，更加环保。
此外，它的结构简单，体积小，可靠性高，可以有效满足客户的需求。
总的来说，热管技术是一种新型的节能和环保技术。
它具有节能高效、体积小、可靠性高等优点，目前已经广泛应用于空调压缩机、冷却器和加热器等多种领域，并可以为用户提供高质量的产品和服务，从而满足客户的需求。
随着科学技术的发展，热管技术将会发挥更大的作用，同时也将会持续研发出更多能够满足客户需求的新型热管产品。
我们相信，未来热管技术在不断推进中将会引领着更高水平的节能和环保技术，为社会发展和经济发展做出更大的贡献。
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第27卷 第6期 岩 土 工 程 学 报 Vol.27 No.6 2005年 6月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering June, 2005 热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究Thermosyphon technology and its application in permafrost杨永平1,2，魏庆朝2，周顺华1，张鲁新2(1. 同济大学 道路与铁道工程教育部重点实验室，上海 200331; 2. 北京交通大学 土建学院，北京 100044)摘 要：热管技术是国外寒区工程中广泛使用的一项主动冷却地基土体的技术，青藏铁路修建之前，国内很少对此技术进行研究。
本文针对应用于青藏铁路多年冻土工程中的热管类型，通过国内外的研究资料，综述了与青藏铁路热管应用效果相关的理论研究与工程实践成果。
由于青藏铁路沿线独有的气候和冻土条件，文中的理论与实践方法与参数虽然不能简单照搬应用于青藏铁路的设计，但是可以对青藏铁路多年冻土区热管的设计与应用起到借鉴的作用。
关键词：青藏铁路；热管；多年冻土；综述中图分类号：U 416文献标识码：A文章编号：2005–4548(2005)06–0698–09作者简介：杨永平（1976– ），男，博士，2004年12月于北京交通大学土木建筑工程学院获博士学位，现为同济大学博士后，从事高速铁路特殊土质路基结构分析及数值分析研究。
YANG Yong-ping1,2，WEI Qing-chao2，ZHOU Shun-hua1，ZHANG Lu-xin2(1. Key Laboratory of Road Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200331, China; 2. Civil Engineering School, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract: Thremosyphon is a widely used technology applied to the engineering projects in permafrost regions at home and abroad. Before the construction of the Qinghai-Tibet railway, there was little study on this technology. This study is based on the type of the thermosyphon used in the Qinghai-Tibet railway. For the weather and permafrost conditions of Qinghai-Tibet plautea are different from the conditions of foreign countries, it is not proper to directly apply their theory and productions to the design of thermosyphon embankments in Qinghai-Tibet railway. This paper will be useful for the design and application of the thermosyphon used in permafrost regions of Qinghai-Tibet railway.Key words: Qinghai-Tibet railway；thermosyphon；permafrost；comprehensive study0 引 言两相闭式热虹吸管（Two-phase closed thermosyphon）又称重力热管，简称热虹吸管。
是冻土区广泛使用的一种热管。
青藏铁路使用的热管是低温、氨—碳钢热管，是一种制冷热管，由于热虹吸管内没有吸液芯这一重要特点，不仅结构简单，制造方便，成本低廉，而且传热性能优良，工作可靠，青藏铁路冻土区适用的热管就是这种类型。
1 主要应用国家概述美国在20世纪60年代末申请了应用于多年冻土中的热管技术专利后，成立了研究机构，对热管技术在多年冻土中的应用进行了一些研究，主要的领军者为美国北极基础有限公司、阿拉斯加大学寒区工程研究所以及美国寒区军事工程研究所。
加拿大在60年代后期向美国购置了热管专利，开展了热管技术应用的研究，并于70年代后期成立了加拿大北极基础有限公司，向加拿大多年冻土区提供热管系统和技术服务。
加拿大已将热管广泛应用于北美寒冷地区的工程建筑物，用于冷却地基确保冻土稳定性。
目前主要的应用领域有工业与民用建筑、公路工程、铁路工程、机场跑道、输油管线、通讯塔、大坝及冻结墙等工程。
当前美国和加拿大正在联合研究并推进热管在铁路工程中的应用，开发热管通用分析方法，研究和编制通用简便的电子计算机程序，改进制造和安装工艺。
但是这些方面的研究成果仍属于公司所有，不予公开发表。
前苏联在60年代早期曾由学者ТаЛеев C ∏提到过热传导桩的概念[1]。
列宁格勒铁路运输设计院、莫斯科铁路运输设计院以及西伯利亚冻土研究站曾用煤油做工质设计了单相单管和多管热传导设计，应用于伊尔库茨克公路和雅库斯克水库等工程项目中。
煤油热管属于液体对流，较汽－液两相对流的热管传热效率要差。
目前也被成功地应用于土芯坝基等水利工程，以及冻土区铁路路基工程，但热管技术的研究远不及美国和加拿大。
───────收稿日期：2004–08–19第6期杨永平，等．热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究 699热管和热管基础的研究在我国开始不久。
20世纪80年代以来，我国中铁西北科学研究院、铁道第一勘查设计院、中国科学院兰州冰川冻土研究所以及交通部第一公路勘察设计院等单位的专家和技术人员多次赴美国、加拿大、前苏联以及俄罗斯等国家参观调研热管的使用情况。
为了进一步发展我国寒区铁路工程勘测、设计和施工技术，更好地解决寒区铁路工程中存在的有关热学、力学问题，铁道部于1987年进行了“冻土地区应用热管技术的研究”的科研项目，铁道部科学研究院西北研究所承担了此项研究任务。
经 3 a 的室内室外试验研究，解决了热管制作工艺、低温风洞试验等关键技术。
设计制作了我国第一批用于土木工程的热管，进行了低温风洞试验，测定了有关热参数，并于1988年冬在兰州进行了野外试验，后又于1989年在青藏高原五道梁多年冻土地区进行了现场应用试验，取得了一定的成果。
日本对热管技术应用的研究始于1985年，其研究重点是热管冷库，在融雪和防冻方面也有应用。
研究热管在寒区工程应用的国家还有瑞典、挪威以及芬兰等。
2 热管应用于寒区工程的理论研究在热管应用于寒区工程中以保护多年冻土的40多年的时间里，不同国家的学者们对于大气－热管－土体系统进行了深入的研究。
Long[2]关于热管在多年冻土地基中的应用中做了相当多的工作。
关于热管的评估和试验研究由Jahns （1973），Bayley & Lock（1965），Feldman & Munje （1979），Glover（1975），Galate（1974）以及Reid & Tennant（1974）完成。
单相及两相热管的试验与观测工作由Japikse（1973）来完成。
通过准静态分析水和冰的热敏感性，不考虑冰边界处水的对流，利用热阻模型进行冻结土体的热管蒸发器的分析由Haynes和Zarling（1983）给出[3~5]。
Lee & Bedrossian（1978）以及Negishi & Sawada（1983）使用模型热管试验发现使用水平蒸发器热传导率有很大的降低，蒸发段有“干涸”（冷凝物在蒸发之前不能到达管的底部）现象,这一结果被Haynes和Zarling（1988）使用蒸发段倾斜角度从0º~12º的真实尺寸的热管的试验所证实。
Fan Changfu等（1995）[6]试验数据显示低温热管的应用是消除冻胀破坏的有效技术，在热管的作用下，土体冻结很快发生，通过限制水从非冻结区向冻结区的运动而消除冻胀。
2.1 关于倾斜热管的研究与水平热管相比，在寒区工程中，倾斜热管的效果研究相对来说要少的多。
美国进行了许多计算倾斜热管的研究。
Payakaruk T & Terdtoon P（2000）研究了无量纲参数（Bond数、弗鲁德数、Weber数和Kutateladze数）对倾斜热管热传输速率的影响。
Lock G S H & Kirchner J D（2003）[7]通过试验研究了低雷诺数下倾斜封闭热管的特征，给出了加热段和冷凝段长度相同的热管的热传输数据。
Gholami M M（2003）通过试验研究了封闭两相热管的倾斜角度对热传输行为的影响。
白俄罗斯科学院的研究表明热管的优点在倾斜状态下表现得最为明显，此时对流型热管的效率大减。
瓦西里耶夫ΛΛ，格拉科维奇ΛП（1983）[1]研究了用倾斜热管冻结土的效果，研究认为在倾角为40°～80°时的倾斜热虹吸管中有一个热传递的最佳值。
Hayens F D & Zarling J P（1988）[5]用两个真实尺寸热管在美国军事寒区研究和工程实验室（CRREL）的大气风洞进行了实验室测试，得出热管的导热率是蒸发器倾斜角度的函数，并随着蒸发器倾斜角度而增加。
2.2 关于热管的数值模型研究大气－热管－土体系统涉及到的因素多，状态变化复杂，因此数值模拟具有很大的难度。
Bernier M A & Baliga B R（1992）研究了具有垂直蒸发段的封闭热管一维/二维模型，模型考虑了混合对流效果和绝缘部分的热损失（或热收益），提出的一维/二维模型与补充的试验进行对比。
Harley(1994)开发了一个瞬态的两维热管模型，该模型考虑了管壁和下落的冷凝物之间的热耦合。
Zuo Z J & Gunnerson F S（1994，1995）使用热力学第一定律建立了两相封闭热管的数值模型，模型能够进行热管的优化研究和设计。
REED, Jeffrey & Gordon（2002）研究了两相封闭热管的分析模型，建立了蒸汽和液膜在热管的不同部分流动时的质量、动量和能量平衡的控制量方程。
该模型对于预测系统的运行特征、系统运行时溢出和干涸很有用。