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热管式集热管的工作原理

热管式集热管的工作原理

  当阳(yang)光射在(zai)真空管(guan)(guan)(guan)(guan)内(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)吸热(re)(re)(re)(re)(re)片上,热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)内(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)质(zhi)受(shou)热(re)(re)(re)(re)(re)沸腾(teng)汽化,蒸(zheng)汽不断冲(chong)向顶部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)端(duan)(duan),在(zai)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)端(duan)(duan)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)变成液体,冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)质(zhi)沿(yan)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁流(liu)回(hui)热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)发段(duan)(duan),完成一(yi)个循(xun)环。这(zhei)(zhei)(zhei)种在(zai)一(yi)端(duan)(duan)吸热(re)(re)(re)(re)(re)汽化而在(zai)另一(yi)端(duan)(duan)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)放(fang)热(re)(re)(re)(re)(re),通过内(nei)(nei)部(bu)相变实现(xian)热(re)(re)(re)(re)(re)量传递的(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan),习惯称(cheng)(cheng)为重力(li)(li)(li)热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)。热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)内(nei)(nei)部(bu)没有吸热(re)(re)(re)(re)(re)芯(xin),凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)液体从凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)段(duan)(duan)回(hui)流(liu)到(dao)蒸(zheng)发段(duan)(duan)是依(yi)靠凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)液自身的(de)(de)(de)(de)(de)重力(li)(li)(li),不需(xu)要外部(bu)动力(li)(li)(li)而自动循(xun)环,这(zhei)(zhei)(zhei)就是热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)式真空管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)集热(re)(re)(re)(re)(re)过程(cheng)。由于热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)是依(yi)靠重力(li)(li)(li)使(shi)工(gong)质(zhi)循(xun)环的(de)(de)(de)(de)(de),在(zai)使(shi)用(yong)(yong)中必须将(jiang)蒸(zheng)发段(duan)(duan)置(zhi)于凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)下方。若蒸(zheng)发段(duan)(duan)置(zhi)于凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)上方,重力(li)(li)(li)对凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)液的(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)流(liu)会起(qi)阻碍作(zuo)用(yong)(yong),这(zhei)(zhei)(zhei)时(shi)没有动力(li)(li)(li)使(shi)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)结(jie)(jie)液返回(hui)到(dao)蒸(zheng)发段(duan)(duan),热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)就不能工(gong)作(zuo)。所以(yi)热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)也可以(yi)称(cheng)(cheng)之为单向传热(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)。热(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)这(zhei)(zhei)(zhei)种特性非常适用(yong)(yong)于太阳(yang)能集热(re)(re)(re)(re)(re)器(qi),它可以(yi)将(jiang)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)太阳(yang)能热(re)(re)(re)(re)(re)量传送至水箱(xiang),将(jiang)水加热(re)(re)(re)(re)(re),而反向不可逆。也就是说,白天吸热(re)(re)(re)(re)(re),晚上不放(fang)热(re)(re)(re)(re)(re)。这(zhei)(zhei)(zhei)对减少集热(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)损失,提高集热(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)保温性能是十分有益的(de)(de)(de)(de)(de)。

  于(yu)(yu)热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)主要(yao)依(yi)靠工质相变(bian)时(shi)(shi)吸收和释放潜(qian)热(re)(re)(re)以(yi)(yi)及蒸汽(qi)流动传(chuan)输热(re)(re)(re)量(liang),而(er)大(da)多数(shu)工质的(de)(de)(de)(de)汽(qi)化(hua)潜(qian)热(re)(re)(re)是(shi)很(hen)(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de),因此不(bu)(bu)(bu)需要(yao)很(hen)(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)蒸发量(liang)就能传(chuan)递(di)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)。当(dang)(dang)(dang)蒸汽(qi)处于(yu)(yu)饱和状态,其流动和相变(bian)时(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)温差很(hen)(hen)小(xiao),而(er)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁又比(bi)较薄,故热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面温度(du)(du)梯度(du)(du)很(hen)(hen)小(xiao)。当(dang)(dang)(dang)热(re)(re)(re)流密度(du)(du)很(hen)(hen)低时(shi)(shi),可(ke)以(yi)(yi)得到(dao)高(gao)度(du)(du)等(deng)温的(de)(de)(de)(de)表(biao)面,提高(gao)导热(re)(re)(re)系数(shu)。热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)安装倾角(jiao)(jiao)对(dui)传(chuan)热(re)(re)(re)性能有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)影响(xiang)。对(dui)于(yu)(yu)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)充液比(bi),当(dang)(dang)(dang)倾角(jiao)(jiao)较小(xiao)时(shi)(shi),传(chuan)热(re)(re)(re)率(lv)随倾角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)变(bian)化(hua)迅速上升;当(dang)(dang)(dang)超过某一倾角(jiao)(jiao)时(shi)(shi),传(chuan)热(re)(re)(re)率(lv)的(de)(de)(de)(de)变(bian)化(hua)变(bian)得很(hen)(hen)平坦,倾角(jiao)(jiao)对(dui)传(chuan)热(re)(re)(re)率(lv)的(de)(de)(de)(de)影响(xiang)较小(xiao)。当(dang)(dang)(dang)倾角(jiao)(jiao)为(wei)(wei)(wei)20°~ 45°时(shi)(shi),传(chuan)热(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)最(zui)(zui)高(gao),其中以(yi)(yi) 40°时(shi)(shi)为(wei)(wei)(wei)最(zui)(zui)佳。热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)安装倾角(jiao)(jiao)范围由当(dang)(dang)(dang)地地理纬(wei)(wei)度(du)(du)决定(ding),而(er)在(zai)(zai)我(wo)国境内,从广州(zhou)到(dao)哈尔滨(bin)的(de)(de)(de)(de)纬(wei)(wei)度(du)(du)为(wei)(wei)(wei)N23°~N45°,倾角(jiao)(jiao)均在(zai)(zai)传(chuan)热(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)高(gao)的(de)(de)(de)(de)范围内,这(zhei)对(dui)于(yu)(yu)热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)作为(wei)(wei)(wei)集(ji)热(re)(re)(re)器是(shi)十分有利的(de)(de)(de)(de),可(ke)以(yi)(yi)最(zui)(zui)大(da)限度(du)(du)地提高(gao)热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)传(chuan)热(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)。热(re)(re)(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)具(ju)有启(qi)动工作温度(du)(du)低、热(re)(re)(re)损少、管(guan)(guan)(guan)(guan)内不(bu)(bu)(bu)结垢、不(bu)(bu)(bu)炸(zha)管(guan)(guan)(guan)(guan)、全(quan)年使用不(bu)(bu)(bu)结冻、集(ji)热(re)(re)(re)效(xiao)(xiao)率(lv)高(gao)、使用寿命长等(deng)特点。

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