热管的工作原理及特点

一、工作原理

       超导热管的工作介质由多种无机活性金属及其化合物混合而成，具有超常的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。这种热超导工质在一定温度下被激活，并以分子震荡形式来传递热量，它超强导热性能使其导热系数是一般金属的一万倍左右，是水热管的十倍左右，在传导方向上几乎没有温度的衰减并能以极快的速度传递（超音速传递）。

      二、特点

       超导热管与普通热管相比具有如下特点：

       （l)适用范围广。适用温度为60一1000℃，而一般液体工质如水，只能用于100一350℃。温压曲线如图1 。

       （2）安全可靠。不存在管内超压问题，不怕干烧。液体工质汽化后，随着温度升高饱和蒸汽压也升高，而超导介质热管的内压儿乎不随温度度的变化而变化，如图1 。

       图1 热管工作的温压曲线

       （3)节省钢材，优化传热。设计上可不考虑耐压强度，只考虑传热性能、耐腐蚀和稳定性即可。

       （4）可消除导热死区。水及其它液体工质在高温相变过程中和母管金属有不同形式的化学反应，如水热管内就易产生氢气等不凝气体，从而在热管上部形成导热死区，影响传热效果，而超导介质热管不存在此问题。

       （5）安装方便，不受安装位置限制。一般热管必须依靠重力实现液体的循环（称重力式热管）。超导热管可任意安装，只要有温差就可传热。

       （6）良好的导热性。导热速度快，强度大，效率高，超导热管热量的传递随着温差增加而增加，一般液体工质其汽相速度不能超过音速，一旦达到音速，即出现“阻塞”现象，如图2。

图2 热管热传递速率

     （7）具有良好的等温性。试验证明，一根长4M的超导热管，其一端置于100℃的热水中，另一端置于无风的大气中，热、冷两端温差不大于1℃；而同样条件下的一般液体工质热管，热、冷两端温差高达3～4℃。这说明超导热管具有良好的等温性，即可在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻力小。

       （8）由于不考虑内压，超导热管形状具有更大的灵活性，具有更广泛的应用领域。