热管换热器的工作原理

热管换热器将一根金属管的两端予以封闭，然后设法将金属管抽成真空后充入适量的工作液体 , 密封壳体即构成一支重力热管。为了强化传热，重力热管上往往加装上金属翅片。

当热源对其下端加热时 , 工作液自热源吸热而汽化 , 蒸汽在压差作用下 , 高速流向上端 , 向冷源放出潜热而凝结 , 凝结液在重力作用下，沿壁面从冷源端返回热源端完成一个工作循环。如此往复 , 便把热量不断地从热源传至冷源。

从热管与外界的换热状况来看 , 沿其壳体轴向可分为三个工作段：加热段;从热源吸收热量的工作段；绝热段;运送热量的工作段；冷却段;向冷源放出热量的工作段。当热管正常工作时 , 其内部进行着液体的蒸发、蒸汽的流动、蒸汽的凝结、凝结液的回流等四个工作过程 , 这四个工作过程构成了热管工作的闭合循环。

热管的传热原理决定着热管有以基本特性：

（ 1 ）较大的传热能力，热管巧妙的组织了热阻较小的沸腾和凝结两种相变过程，使它的导热系数高达紫铜导热系数的数倍以至数千倍。

（ 2 ）优良的等温性，热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽由蒸发段流向冷凝段的压力差很小，因而热管具有优良的等温性。

（ 3 ）结构简单无运动部件和噪音。一根长 0.6m 、直径 13mm 、重 0.34kg 的热管在 100 ℃ 工作温度下，输送 200w 能量，其温降 0.5 ℃ ，而输送同等能量同样长的实心铜棒重量为 22.7kg ，温差高达 70 ℃ 。

将一定数量的热管按一定的排列结构组合在一起并将加热段和冷却段用隔板分隔开便可构成热管换热器。热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。热管换热器的特点是结构简单、换热效率高、压损小。在传递相同热量的条件下 , 热管换热器的金属耗量小于其他类型的换热器；换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小 , 因而动力消耗也小。由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的 , 而热管元件相互又是独立的 , 因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。此外 , 热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比 , 从而可有效地避免有腐蚀性气体的露点腐蚀。热管换热器的这些特点正越来越受到人们的重视 , 其用途亦日趋广泛。