)可分为铜—水热管、碳钢。水热管、铜钢复合—水热管、铝—丙酮热管、碳钢·荣热管、不锈钢.钠热管等等。 ⑷按结构形式区分可分为普通热管、分离式热管、毛纫泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。 ⑸按热管的功用划分可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管、制冷热管等等。 相容性及寿命 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—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。 影响热管寿命的因素很多,归结起来,造成效管不相容的主要形式有以下三方面,即:产生不凝性气体;工作液体热物性恶化;管壳材料的腐蚀、溶解。 ⑴产生不凝性气体由于工作液体与管完材料发生化学反应或电化学反应,产生不凝性气体,在热管工作时,该气体被蒸汽流吹扫到冲凝段聚集起来形成气塞,从而使有效冷凝面积减小,热阻增大,传热性能恶化,传热能力降低甚至失效。 ⑵工作液体物性恶化有机工作介质在一定温度下,会逐渐发生分解,这主要是由于有机工作液体的性质不稳定,或与壳体材料发生化学反应,使工作介质改变其物理性能,如甲苯、烷、烃类等有机工作液体易发生该类不相容现象。 ⑶管壳材料的腐蚀、溶解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。这类现象常发生在碱金属高温热管中。 热管制造 热管零部件及其加工热管的主要零部件为管壳、端盖(封头)、吸液芯、腰板(连接密封件)四部分。不同类型的热管对这些零部件有不同的要求。 管壳热管的管壳大多为金属无缝钢管,根据不同需要可以采用不同材料,如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。管子可以是标准圆形,也可以是异型的,如椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。管径可以从2mm到200mm,甚至更大。长度可以从几毫米到l00米以上。低温热管换热器的管材在国外大多采用铜、铝作为原料。采用有色金属作管材主要是为了满足与工作液体相容性的要求。 端盖热管的端盖具有多种结构形式,它与热管舶连接方式也因结构形式而异。端盖外圆尺寸可稍小于管壳内径,配合后,管壳的突出部分可作为氩弧焊的熔焊部分,不必再填焊条,焊口光滑平整质量容易保证。 旋压封头是国内外常采用的一种形式,旋压封头是在旋压机上直接旋压而成,这种端盖形式外型美观,强度好、省材省工,是一种良好的端盖形式。 管芯1、一个性能优良的管芯应具有: ⑴足够大的毛细抽吸压力,或较小的管芯有效孔径; ⑵较小的液体流动阻力,即有较高的渗透率; ⑶良好的传热特性,即有小的径向热阻; ⑷良好的工艺重复性及可靠性,制造简单,价格便宜。 2、管芯的构造型式大致可分为以下几类: ⑴紧贴管壁的单层及多层网芯 多层网的网层之间应尽量紧贴,网与管壁之间亦应贴合良好,网层数有l至4层或更多,各层网的目数可相同或不同.若网层多,则液体流通截面大,阻力小,但径向热阻大;用细网时毛细抽吸力大但流动阻力亦增加.如在近壁因数层用粗孔网,表面一层用细孔网,这样可由表面细孔网提供较大的毛细抽吸压力,通道内的粗孔网使流动阻力较小,但并不能改善径向热胆大的缺点.网芯式结构的管芯可得到较高的毛细力和较告的毛细提升高度,但因渗透率较低,液体回流阻力较大,热管的轴向传热能力受到限制.此外其径向热阻较大,工艺重复性差又不能适应管道弯曲的情况,故在细长热管中逐渐由其它管芯取代。 ⑵烧结粉末管芯 由一定目数的金属粉末烧结在管内壁面而形成与管壁一体的烧结粉末管芯,也有用金属丝网烧结在管内壁面上的管芯.此种管芯有较高的毛细抽吸力,并较大地改善了径向热阻,克服了网芯工艺重复性差的缺点,但因其渗透率较差,故轴向传热能力仍较轴向槽道管芯及干道式管芯的小。 ⑶轴向槽道式管芯 在管壳内壁开轴向细槽以提供毛细压头及液体回流通道,槽的截面形状可为矩形,梯形,圆形及变截面槽道,槽道式管芯虽然毛细压头较小,但液体流动阻力甚小,因此可达到较高的轴向传热能力,径向热阻较小,工艺重复性良好,可获得精确幼儿何参数,因而可较正确地计算毛细限,此种管子弯曲后性能基本不变。由于其抗重力工作能力极差,不适于倾斜(热端在上)工作。但对于空间的零重力条件则是非常适用的,因此广泛用于空间飞行器。 ⑷组合管芯 一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽吸力及渗透率,为了有高的毛细抽吸力,就要选用更细的网成金属粉末,但它仍的渗透率较差。组合多层网虽然在这方面有所提高,可是其径向热阻大。组合管芯能兼顾毛细力和渗透率,从而能获得高的轴向传热能力,而且大多数管芯的径向热阻甚小。它基本上把管芯分成两部分,一部分起毛细抽吸作用,另一部分起液体回流通道作用。 制造工艺 吸液芯型热管制作工艺如前所述,构成热管的三个主要组成部分是管壳、管芯和工质。在设计过程中,对管壳和管芯的材料进行合理的选择后就可以开始制作。通常热管的制造过程包括下面的工艺操作,并按一定的程序进行。 1、机械加工---2、清洗---3、管芯制作---4、清洗---5、焊接---6、检漏----7、除气---8、检漏---9、充装---10、封接---11、烘烤---12、检验 实际制造的时候往往能达到20,甚至上百道的工序。这里只是最简单的一些必须工序。 重力热管制作工艺重力热管主要由管壳、端盖、工质三部分组成,其通常制作工艺如下: 1、机械加工(管壳、端盖,或者直接采购)——2、前处理(管壳、端盖除油除锈)——3、烘干——4、端盖焊接(氩弧焊,焊口打磨)——5、充装工质——6、排空气(烘烤)——7、封头焊接(氩弧焊)——8、检验 关键工序为:6、排空气,7、封头焊接 重力热管工作原理图 来源:学机械就是这么简单 2/2 首页上一页12 |