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径向热管和轴向热管的区别和不同应用

时间:2017年12月26日 点击: 【字体:


目前,工业上使用较多的是轴向热管,但随着生产上对换热设备要求的不断提高,轴向热管在使用过程中的局限性越来越突出,主要表现在以下几方面:现有气液相热管换热器(热流体为工艺气,冷流体为水)所使用的热管是轴向热管(多为重力热管),主要有箱体式和分离套管式两种。这类热管是靠重力沿着管子轴向实现工作介质蒸发―冷周而复始的循环传热工作过程,因此在工作时受热段必须在管子的下部,而放热段则必须在管子的上部,水平时就难以实现热的传递,由轴向热管组成的热管换热器多用于水平方向流动流体的换热,在垂直流动的流体中就很难应用。轴向热管沿轴向导热,不凝性气体易于聚集在放热段的端部,等温性能受到影响,降低了热管的传热性能。从制造工艺上分析,轴向热管焊接点较多,密封也很困难,一旦发生泄漏后果不堪设想。箱体式热管不能承受水侧压力,分离套管式能承受水侧压力,其水路流程比较复杂,造成水侧阻力增大。径向热管随着轴向热管在工业生产中应用的不断扩大,上述缺点已阻碍其在各领域中的发展。比如在硫酸工业中,由于场地的限制等原因,工艺要求热管必须垂直布置,而且不能有泄漏,上述两种结构的热管就很难做到了。为此新型热管换热器――径向热管换热器应运而生。径向热管早在60、70年代就已出现,但以前的径向热管的主要作用是提供一个恒温场,如外延炉等温热管,石英晶体测试仪等温热管,温度系数测试台等温热管,法国Sodern的热管恒温炉等都是属于这一范畴。南京工业大学热管研究所的专家突破了径向热管仅作为恒温场的限制,将径向热管作为传递热量的传热元件进行研制开发,由江苏科圣高温热管设备制造公司制造并投入使用。由于其功能变了,所以内部结构也相应改变,这主要反映在吸液芯结构上。作为等温体的热管其吸液芯一般布置,除管内腔壁面处布有吸液芯外,还另敷有辐条吸液芯。此类热管管内汽、液两相的流速很低,其关键是使汽、液两相流体要充满整个腔体,使之处于一个充分而完整的饱和状态,从而形成一个等温体,所以吸液芯要布满整个内腔。而作为热量传输的径向热管,汽、液两相的流速相对较高,它的关键是吸热面必须保证有充足的液体,以免出现干枯,因此一般只在吸热面处敷置吸液芯,而过多布置吸液芯反而会阻碍蒸汽的通畅流动且增加了传热热阻。

  设备运行结果证实:设计值与实测值基本一致,说明设计方法是正确的,同时可靠的运行又证实结构设计的合理性。将新型径向热管换热器在工业生产中的使用情况(热流体为工艺气,冷流体为水)与传统的轴向热管进行分析比较,径向热管换热器具有下述优点:(1)径向热管换热器所使用的热管是径向热管内布有吸液芯,流体回流是在毛细管力作用下实现的,因此热管的工作位置和流体的流动不受任何限制,可以全方位工作,尤其适用于热流体必须垂直方向流动的场合。(2)径向热管换热器与轴向热管换热器相比,在处理量相同的情况下,设备更加紧凑,一般体积可缩小30~40,重量可减轻15~20.(3)径向热管能更有效的控制壁面温度,由于其热侧的面积远远大于冷侧的面积,所以能更好的提高壁面温度。(4)径向热管具有很高的等温性能,不凝性气体对其影响极小,传热性能相对较好。(5)可大大提高系统运行的可靠性,即使外管腐蚀,也不会造成冷热流体的串流。(6)径向热管换热器两侧流体的流动阻力均较小,设备的运行费用低。(7)在径向热管换热器中,水是在管内流动,因此具有很好的承压能力。(8)由于水路的焊接点均在换热器外侧,维修方便。径向热管换热器的诸多优点,表示其能广泛的适用于气-水换热的各工业领域。

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