[實用新型]一種高效徑向傳熱的熱管及其翅片管

有效

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• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN206787355U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 向立平;劉小江
• 申請（專利權）人: 湖南工業(yè)大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F1/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 任重,馮振寧

技術領域

本實用新型涉及熱管技術領域，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

當今礦物質能源日趨短缺，人類居住環(huán)境也遭受的嚴峻破壞，尤其溫室氣體排放，所造成人類生存環(huán)境問題也日益凸顯，地球平均氣溫上升，冰川逐漸縮小融化，海平面不斷上升，正一步一步危及島國，威脅沿海城市的安全，這已是不爭事實。我國日益嚴重的霧霾問題久久得不到解決，嚴重影響人們身體健康，使人們患肺癌幾率大幅上升，霧霾現(xiàn)象嚴重難以從根本上得到解決，原因在于是我國工業(yè)化進程加快，向大氣排放的廢氣日益增多所致，而自然界本身自發(fā)因素居少。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)過熱能轉換的過程，熱能轉換設備主要依靠換熱設備來實現(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)能源來自礦物質能源，礦物質能源消耗會產(chǎn)生導致對環(huán)境不利的氣體排放。由此我國竭力倡導對清潔能源開發(fā)與利用，同時大力研究開發(fā)節(jié)能設備新產(chǎn)品新技術，而熱能轉換設備當屬節(jié)能減排最為關鍵的設備。熱管就是屬于這種高效熱能轉換設備之一，且使用面非常廣，主要應用于熱電廠、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，按結構形式可區(qū)分為：普通熱管、分離式熱管、毛細泵回路熱管、微型熱管、平板熱管、徑向熱管等。實用新型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實用新型專利國內外已經(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朝另一個介質方向傳遞或從一端向另一端傳遞，具有指定性和目標性的，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，就必須減小同側介質溫差，加大兩側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熱流弱化，異側換熱熱流最大化，因為熱分子運動是沒有方向性可言，也無法去阻止同側由溫差導致熱能選擇無益的同側方向傳遞，只有優(yōu)化兩側流體流動方式，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)明內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術不足，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。

本實用新型還提供一種設有所述高效徑向傳熱的熱管的翅片管。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

提供一種高效徑向傳熱的熱管，包括不同直徑的第一層內管、第二層內管和外管，所述第一層內管和第二層內管組成雙層內管，所述第一層內管套有第二層內管；所述外管套有雙層內管；所述第一層內管和第二層內管相通；所述第一層內管和外管之間為封閉結構并構成環(huán)形通道熱管，所述第一層內管工作介質可以與環(huán)形通道熱管工作介質進行換熱；所述環(huán)形通道熱管與外部進行換熱；所述雙層內管工作介質循環(huán)進出都在所述高效徑向傳熱的熱管的一端用于實現(xiàn)雙層內管同側同工作介質逆流換熱；所述雙層內管的工作介質可以是水，所述環(huán)形通道熱管工作介質為水、氟利昂、甲醇、丙酮、油等一種或多種介質。

所述環(huán)形通道熱管優(yōu)于現(xiàn)行熱管絕熱段結構形式，并形成蒸發(fā)段包圍冷凝段結構方式，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)熱量的轉移，一般熱導體傳熱方式是無法比擬的，簡直不是一個數(shù)量級的傳熱。

優(yōu)選地，所述第二層內管為工作介質進入管，所述第二層內管兩端為開口結構，所述第一層內管為工作介質輸出管，所述第一層內管的一端為開口結構用于工作介質輸出，另一端為封閉結構。

進一步地，所述第一層內管和第二層內管之間還設有隔熱層，所述隔熱層由保溫套管與第二層內管組成，所述保溫套管與第二層內管之間為真空結構,所述隔熱層設在工作介質循環(huán)進出口處，以避免把換來的較高溫度熱量被較低溫度同介質流體吸走，并把溫度降下來。

一種設有所述高效徑向傳熱的熱管的翅片管，包括高效徑向傳熱的熱管，所述環(huán)形通道熱管內設有內管翅片，所述內管翅片設在第一層內管上。