[發(fā)明專利]一種高效徑向傳熱的熱管及其翅片管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710245593.1
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106839842B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向立平;劉小江
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F1/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發(fā)明涉及熱管技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高效徑向傳熱的熱管及其翅片管。所述高效徑向傳熱的熱管包括不同直徑的第一層內(nèi)管、第二層內(nèi)管和外管，所述第一層內(nèi)管和第二層內(nèi)管組成雙層內(nèi)管，所述第一層內(nèi)管套有第二層內(nèi)管；所述外管套有雙層內(nèi)管；所述第一層內(nèi)管和第二層內(nèi)管相通；所述第一層內(nèi)管和外管之間為封閉結(jié)構(gòu)并構(gòu)成環(huán)形通道熱管，所述第一層內(nèi)管工作介質(zhì)可以與環(huán)形通道熱管工作介質(zhì)進行換熱；所述環(huán)形通道熱管與外部進行換熱；所述雙層內(nèi)管工作介質(zhì)循環(huán)進出都在所述高效徑向傳熱的熱管的一端用于實現(xiàn)雙層內(nèi)管同側(cè)同工作介質(zhì)逆流換熱。所述翅片管包括高效徑向傳熱的熱管，所述環(huán)形通道熱管內(nèi)設(shè)有內(nèi)管翅片，所述內(nèi)管翅片設(shè)在第一層內(nèi)管上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱管技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高效徑向傳熱的熱管及其翅片管。

背景技術(shù)

我們也知道人類所使用的能源差不多會有80%以上是需要經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)換的過程，熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備主要依靠換熱設(shè)備來實現(xiàn)的。人類許多活動及生產(chǎn)實踐都離不開能源，而我國大多數(shù)能源來自礦物質(zhì)能源，礦物質(zhì)能源消耗會產(chǎn)生導(dǎo)致對環(huán)境不利的氣體排放。由此我國竭力倡導(dǎo)對清潔能源開發(fā)與利用，同時大力研究開發(fā)節(jié)能設(shè)備新產(chǎn)品新技術(shù)，而熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備當(dāng)屬節(jié)能減排最為關(guān)鍵的設(shè)備。熱管就是屬于這種高效熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備之一，且使用面非常廣，主要應(yīng)用于熱電廠、冶煉廠、食品化工、醫(yī)藥、建材生產(chǎn) 企業(yè)等。從過去采用毛細(xì)管虹吸形式熱管，發(fā)展到今天重力式熱管，再到套管式徑向傳熱式 熱管以及磁力熱管等等，種類繁多，按結(jié)構(gòu)形式可區(qū)分為：普通熱管、分離式熱管、毛細(xì)泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等。發(fā)明人注意到徑向傳熱式熱管具有許多傳統(tǒng)重力式熱管無法比擬優(yōu)勢，在現(xiàn)有產(chǎn)品使用情況來看，套管式熱管不僅具有生產(chǎn)成本低廉，其換熱效率是傳統(tǒng)重力熱管1.2倍，雖然套管徑向傳熱式熱管的發(fā)明專利國內(nèi)外已經(jīng)有十幾個了，但未發(fā)現(xiàn)有三層套管式熱管。

我們知道熱量是由高溫處向低溫處傳遞的，溫差是傳熱的動力，人們生產(chǎn)實踐都是希望熱能從一個介質(zhì)朝另一個介質(zhì)方向傳遞或從一端向另一端傳遞，具有指定性和目標(biāo)性的，因為熱分子運動不具備方向性，所以在換熱過程中我們盡可能使分子熱能傳遞朝我們需要方向傳遞，就必須減小同側(cè)介質(zhì)溫差，加大兩側(cè)需要熱能交換的平均溫差，這是有利于換熱的，也是符合場協(xié)同理論的，場協(xié)同理論告訴我們：當(dāng)兩流體采用逆流換熱方式時，若速度場橫截面均勻一致時，還有溫度梯度場在換熱橫截面大小相等時，其溫度梯度場和速度場的矢量和夾角余弦值趨于零，那么場協(xié)同是最理想的，其換熱效率也是最佳的。所以我們盡量把換熱形式變得使同側(cè)熱流弱化，異側(cè)換熱熱流最大化，因為熱分子運動是沒有方向性可言，也無法去阻止同側(cè)由溫差導(dǎo)致熱能選擇無益的同側(cè)方向傳遞，只有優(yōu)化兩側(cè)流體流動方式，使溫度梯度場趨于均勻一致，從而贏得換熱效率最大化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，根據(jù)場協(xié)同理論，提供一種換熱效率最大化的高效徑向傳熱的熱管。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

高效徑向傳熱的熱管，包括不同直徑的第一層內(nèi)管、第二層內(nèi)管和外管，所述第一層內(nèi)管和第二層內(nèi)管組成雙層內(nèi)管，所述第一層內(nèi)管套有第二層內(nèi)管；所述外管套有雙層內(nèi)管；所述第一層內(nèi)管和第二層內(nèi)管相通；所述第一層內(nèi)管和外管之間為封閉結(jié)構(gòu)并構(gòu)成環(huán)形通道熱管，所述第一層內(nèi)管工作介質(zhì)可以與環(huán)形通道熱管工作介質(zhì)進行換熱；所述環(huán)形通道熱管與外部進行換熱；所述雙層內(nèi)管工作介質(zhì)循環(huán)進出都在所述高效徑向傳熱的熱管的一端用于實現(xiàn)雙層內(nèi)管同側(cè)同工作介質(zhì)逆流換熱；所述雙層內(nèi)管的工作介質(zhì)可以是水，所述環(huán)形通道熱管工作介質(zhì)為水、氟利昂、甲醇、丙酮、油等一種或多種介質(zhì)。

所述環(huán)形通道熱管優(yōu)于現(xiàn)行熱管絕熱段結(jié)構(gòu)形式，并形成蒸發(fā)段包圍冷凝段結(jié)構(gòu)方式，使之變得更加緊湊,由此可以百分之百實現(xiàn)此間快速相變傳熱方式，由汽化吸收潛熱再到冷凝釋放潛熱，這比導(dǎo)熱方式實現(xiàn)熱傳遞效率要高得多，潛熱釋放與潛熱吸收過程是躍遷式實現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移，一般熱導(dǎo)體傳熱方式是無法比擬的，簡直不是一個數(shù)量級的傳熱。