~$空气预热器在动力锅炉中的应用.doc

热管空气预热器在我厂的应用
邱明勇
关键词热管原理基本理论热管分类电厂应用

目录
⒈热管的工作原理
１－１绪言………………………………………………………………１
１－２热管的工作原理…………………………………………………２
１－３热管的特性………………………………………………………３
１－４热管的类型………………………………………………………４
⒉热管的基本理论
２－１热管的传热计算…………………………………………………６
２－２热管的传热极限…………………………………………………７
⒊两相闭式热虹吸管与分离式热管
３－１两相闭式热虹吸管………………………………………………８
３－２分离式热管………………………………………………………９
⒋热管空气预热器的应用
４－１热管的传热特性………………………………………………１０
４－２热管的抗腐蚀能力……………………………………………１１
⒌热管空气预热器在贵阳发电厂的应用
⒍结论

⒈热管的工作原理
1―1绪言
热管的原理首先在1942年由美国俄亥俄州通用发动机公司(GeneralMotorCorpora-tion,OhioUSA)的R.S.Gaugler提出的,他当时的想法是使传热工质(液体)在某处吸收热量并蒸发成蒸汽,而蒸汽在另一处,放出热量并凝结成液体，然后这液体在不需要动力的情况下能自动在流回蒸发处，这样连续地蒸发与凝结，不断将热量从一处传输到另一处。由于利用了相变，传输的是汽化潜热。因而热管成为一种高效传热元件。他在他的专利中提出了一种利用这种原理的致冷装置（见图１－１），热管将热量从致冷装置的内室传至装在下部盛有碎冰的容器内，蒸汽凝结后由热管中的烧结铁吸液芯的毛细力将凝结液抽回到上部的蒸发处，为了改进传热，热管的外部装有翅片。这种传热的设想。由于没有实践的支持，以及当时处于第二次世界大战的历史背景下，通用发动机公司采用了一般的方法就可以解决特殊的传热问题，这个构思被埋没了。

１９６４年美国洛斯一阿拉莫斯科学实险室（ＬosAlamosScientific
Laboratory)[LASL](位于新黑西哥州)，在Ｇ.M.Grover的主持下重新独立地发明了类似于Ｇaugler的传热装置，并进行了性能测试实验，在“应用物理”（ＡＰＰＬ.Phy）杂志上公开发表了第一篇论文，并正式将这种装置命名为“热管”（ＨeatPipe）指出它的导热率已远远超过任何一种已知金属，给出了以钠为工质，不锈钢为壳体，内部装有丝网吸液芯的热管的试验结果。
ＬＡＳＬ对热管的研究在世界上一直处于领先地位，１９６７年他们首先将一支实验用的水热管，送到地球卫星轨道，并获得热管运行性能的遥测数据，证明了热管在无重力条件下也能成功地运行。
在传热工程中，面临两大问题:一是研究高绝热材料即低导热系数材料，作为保温材料，以防止热量的散耗，节约能源和解决低温技术的保温问题，常用的保温材料如膨胀珍珠岩，其导热系数λ＝０.０２～０.０６2（w/m℃）。矿渣棉λ=0.058（w/m℃）（w/m℃），玻璃棉毡λ=0.043（w/m℃）。用固体材料隔热，λ值在10-2的数量已达到了极限，于是发明了真空隔热和超级隔热。所谓超级隔热是由其导热多层高反射材料组成，层与层之间再用隔热层隔开，这种超级隔热系数可以达到10-4的数量级。二是要研究高导热材料，许多工程中需要很快将热量散开或从一种介质传递给另一种介质，具有良好导热性的材料是铝（λ=202w/m℃）、铜（λ=385w/m℃）和银（λ=410w/m℃）。这些金属材料虽有较高的导热系数，但仍不能满足某些工程的需要。如反应堆工程、半导体器件、热换器等。而且这些材料价格昂贵，所以科学工作者就必须研究超热材料。热管的发明就解决了这个问题，热管的相当导热系数可达105w/m℃的数量级，所以有人称之谓超导热元件（与超导电材料相比拟），因此可解决许多工程上难以用常规手段界解决的问题。
由于热管具有一系列良好性能，自1964年在美国问世以来，英国、德国、意大利、法国、荷兰、日本等国都相继发展，日本成立了全国热管协会，参加的团体会员27个，个人会员293名，由于世界各国对热管技术发展十分重视，自1973年起，每隔两至三年举办一次国际热管会议，热管技术得以快速发展。
七十年代初期我国的科研单位与高等学校也开始对热管技术进行研究。南京化工学院于1976年开始热管技术的研究，目前已能生产氨、丙酮、甲醇、水、导热姆A、水银、钠等为工质的热管。国内第一台热管换热器由南京化工学院与南京煤油厂共同完成。目前热管换热器已用于全国二十多个省、市，并取得了良好的节能效果。为此南京化工学院等获得了国家科技进步二等奖。1983年8月在哈尔滨召开了我国全国