《热管及其性能测试》PPT课件
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
热管及热管换热器 PPT
• 1973年德国斯图加特(Stuttgart)第一届国际热管会议, 以后分别在不同国家举行,现已召开十五次,其中两次在 中国举行。
• 2010年4月,第十五届国际热管会议(15thInternational Heat Pipe Conference)在美国南卡罗来纳州召开。本 届会议论文大会报告:1、环路热管;2、芯结构和工质;3、 环路热管得建模;4、热虹吸管;5、热管得基础和建模;6、 空间热管和技术;7、小型热管;8、平板热管和蒸汽腔;9、 特殊热管和技术;10、脉动热管;11、热管得工业应用。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
• 在上述过程中,存在11种传热热阻,热阻用R表示
• R1: 热源与热管外表面得传热热阻 • R2: 蒸发段管壁径向传热热阻 • R3: 蒸发段毛细芯径向传热热阻 • R4: 汽—液交界面蒸发传热热阻 • R5: 蒸汽轴向流动传热热阻 • R6: 汽—液交界面冷凝传热热阻 • R7: 冷凝段毛细芯径向传热热阻 • R8: 冷凝段管壁径向传热热阻 • R9: 管壁外表面与热汇传热热阻 • R10:管壁轴向传热热阻 • R11:吸液芯轴向传热热阻 • R10、R11与R1—R9相比很大,通常看作断路。 • 总热阻:R=R1+…、+R9 • 从热源到热汇得总温降△T也就是这9个温降得总和, △T= △T1 +… +
热管虽然就是一种传热性能极好得元件,但也不可能无限加大热负荷, 其传热能力得上限值会受到一种或几种因素得限制,如毛细力、声速、 携带、冷冻启动、连续蒸气、蒸气压力及冷凝等,因而构成热管得传 热极限(或叫工作极限)。这些传热极限与热管尺寸、形状、工作介质、 吸液芯结构、工作温度等有关,限制热管传热量得级限类型就是由该 热管在某种温度下各传热极限得最小值所决定得。具体来讲,这些极 限主要有(如图所示):
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。
热管热性能的实验研究
第27卷第2期2007年6月西安科技大学学报J O URN AL OF X I.A N UNI V ERSI T Y OF SCI E NCE A ND TEC HNOL O G YVo.l27No12June12007文章编号:1672-9315(2007)02-0187-03热管热性能的实验研究*张亚平1,2,余小玲1,冯全科1(11西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;21西安科技大学能源学院,陕西西安710054)摘要:进行了热管与铜棒热性能的对比实验。
实验结果表明,只有当速度场、温度场和重力场协同时,热管才具有最佳传热能力。
热管总热阻随倾角变化,逆重力工作时的总热阻分别是重力辅助和水平工作的100倍和10倍;热源在上垂直热管的蒸发端和冷凝端的当量换热系数分别是水平放置热管的4倍和3倍;铜棒热阻是相同尺寸热管垂直热源在下时的100倍以上,体现了热管热阻小、传热系数大及等温性好的优势。
关键词:热管;热阻;热性能中图分类号:T K124文献标识码:AExper i m en t of heat p i pe ther m a l perform anceZ HANG Ya2ping1,2,YU X iao2li n g1,FENG Quan2ke1(11School of Energy a nd P o wer Engineering,Xi.a n J i a ot ong Univ ersity,X i.an710049,China;21S c hool of Energy,X i.an Univ ersity of Science and Technolo gy,Xi.an710054,Ch i na)Abstract:Experi m entation was presented i n order to co mpare ther mal perf or m ance heat pi p e and copper stick.When fi e l d of te mperature gravity and ve l o c ity cooperate with,heat pipe w illhave best heat trans2f er perf or mance.Exper i m ent results i n dicate that ther m al resistance of heat p i p e go w it h inc li n e anglechange.The total ther m a l resistance at thwart gravity are the100ti m es of gravity assistant and10ti m es at horizontal orientati o n.The equ i v a lent heat transf er coef ficients of evaporator and condenser secti o n w ith booto m2heati n g verti c almode are respecti v e l y the4and3ti m s than t h at of horizonta lmode.Ther2 ma l resistance of copper stick co mpared to heat p i p e w ith botto m2hea ti n g vertica lmode and the sa me size are more100ti m es,it shows that heat p i p e have more better advantage w ith ther mal resistance s mal,l coeffic ient f heat transf er h i g h and un if or m ity te mperature.K ey w ord s:heat pipe;ther mal resistance;ther m al perf or m ance热管具有高导热性,使各分离器件间的温度梯度减小,保持良好的等温环境,因而能替代工业中形状复杂且笨重的散热器件。
换热器综合性能测试ppt
➢ 如需要改变流动方向（顺－逆流）的试验，或需要绘制换 热器传热性能曲线而要求改变工况〔如改变冷水（热水） 流速（或流量）〕进行试验，或需要重复进行试验时，都 需要重新安排试验，试验方法与上述试验基本相同，并记 录下这些试验的测试数据。
❖ 实验装置
➢ 实验装置为套管式换热器、板式换热器和列管式换热器
➢ 换热器综合实验台原理图 换热器换热面积A： 套管：0.45m2 螺旋板：0.65m2 列管：1.05m2
❖ 实验步骤
➢ 接通电源，启动热水泵，并调整好合适的流量。
➢ 调整温控仪，打开一定数量的加热器开关，控制加热水温 在80℃以下的某一指定实验温度后启动冷水泵。
➢ 实验结束后，首先关闭电加热器开关，5分钟后切断全部电 源。
❖ 实验数据记录
实验数据记录表
环境温度t=
顺逆 流
换热器名称
进口温度 t1/℃
热流体
出口温度 t2/℃
流量计读数 V1/l·h-1
进口温度 t1/℃
冷流体
出口温度 t2/℃
流量计读数 V1/l·h-1
顺流
逆流
❖ 实验分析
➢ 以传热系数为纵坐标，冷（热）水流速（或流量）为横坐标 绘制传热性能曲线。
《热管及其性能测试》课件
01
02
03
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热管HeatPipe课件
同时也会增加热阻。因此，需要根据实际应用需求进行权衡。
03
隔绝材料选择
为了实现热管的热量传输，需要选择合适的隔绝材料将热量封在管内，
同时防止空气和湿气的进入。
热管制造工艺
制造工艺流程
热管的制造工艺包括多个环节，如管材切割、清洗、焊接、抽真 空等，每个环节都对最终的热管性能产生影响。
焊接质量
焊接质量直接影响热管的密封性和传热性能，高质量的焊接可以保 证热管在使用过程中不会出现泄漏现象。
抽真空工艺
为了减小空气对热管传热性能的影响，制造过程中需要对热管进行 抽真空处理，这一工艺对最终的热管性能至关重要。
04
热管性能测试
热管传热性能测试
传热效率
测试热管在不同工况下的传热效 率，包括热管长度、直径、工质 、操作压力等参数变化对传热效 率的影响。
传热温差
研究热管启动时间和达到稳态传 热的时间，以及各部分之间的温 差分布，以评估热管的传热性能 。
总结词
热管应用拓展研究主要关注将热管技术应用于新的领域和场景，以扩大其应用范围和提升其应用价值 。
详细描述
随着技术的不断发展，热管的应用领域也在不断扩大。目前，热管已经广泛应用于电子设备散热、太 阳能热利用、余热回收等领域。未来，随着人们对节能减排和高效能源利用的需求不断增加，热管有 望在更多领域得到应用，如建筑节能、新能源汽车等。
建筑节能领域
研究热管在建筑节能领域的应 用，如利用热管进行建筑物的 采暖和制冷，提高建筑物的能
源利用效率。
感谢您的观看
THANKS
当热管一端受热时，管内工质蒸发汽 化，蒸汽在压力差作用下向另一端流 动，并在另一端冷凝放热，将热量传 递出去。
热管内部发生的相变传热和热对流等 物理现象，使其具有优良的传热性能 ，能够实现快速、稳定、可靠地传递 热量。
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【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。
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。
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：
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，
【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
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。
大学物理实验
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。
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。
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。
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。
你能设计出应用 热管回收烟筒中 烟尘的热量吗？
谢谢！
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