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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

  当阳光射在(zai)真空管(guan)(guan)内(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)片上,热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)内(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)工质(zhi)受热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)沸腾汽(qi)化,蒸(zheng)汽(qi)不(bu)断(duan)冲向顶部(bu)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)凝(ning)端(duan),在(zai)冷(leng)(leng)凝(ning)端(duan)冷(leng)(leng)凝(ning)变(bian)成液(ye)体(ti),冷(leng)(leng)凝(ning)的(de)(de)(de)(de)工质(zhi)沿管(guan)(guan)壁流回热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)发(fa)(fa)段,完成一个循环。这(zhei)种(zhong)(zhong)在(zai)一端(duan)吸(xi)(xi)(xi)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)汽(qi)化而在(zai)另(ling)一端(duan)凝(ning)结(jie)(jie)放(fang)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re),通过内(nei)(nei)(nei)部(bu)相变(bian)实现热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)传递(di)的(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan),习惯称为重(zhong)(zhong)力(li)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)。热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)内(nei)(nei)(nei)部(bu)没(mei)有吸(xi)(xi)(xi)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)芯(xin),凝(ning)结(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)液(ye)体(ti)从凝(ning)结(jie)(jie)段回流到蒸(zheng)发(fa)(fa)段是依靠凝(ning)结(jie)(jie)液(ye)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力(li),不(bu)需要外部(bu)动力(li)而自(zi)动循环,这(zhei)就是热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)式真空管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)集热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)过程。由于(yu)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)是依靠重(zhong)(zhong)力(li)使(shi)(shi)工质(zhi)循环的(de)(de)(de)(de),在(zai)使(shi)(shi)用中必须(xu)将(jiang)蒸(zheng)发(fa)(fa)段置(zhi)于(yu)凝(ning)结(jie)(jie)段的(de)(de)(de)(de)下方(fang)。若(ruo)蒸(zheng)发(fa)(fa)段置(zhi)于(yu)凝(ning)结(jie)(jie)段的(de)(de)(de)(de)上方(fang),重(zhong)(zhong)力(li)对(dui)凝(ning)结(jie)(jie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)回流会起(qi)阻碍作用,这(zhei)时(shi)没(mei)有动力(li)使(shi)(shi)凝(ning)结(jie)(jie)液(ye)返(fan)回到蒸(zheng)发(fa)(fa)段,热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)就不(bu)能工作。所以(yi)(yi)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)也可(ke)以(yi)(yi)称之为单向传热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)二极(ji)管(guan)(guan)。热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)这(zhei)种(zhong)(zhong)特性非(fei)常(chang)适(shi)用于(yu)太阳能集热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器,它可(ke)以(yi)(yi)将(jiang)吸(xi)(xi)(xi)收的(de)(de)(de)(de)太阳能热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)传送至水箱(xiang),将(jiang)水加(jia)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re),而反向不(bu)可(ke)逆。也就是说,白天(tian)吸(xi)(xi)(xi)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re),晚上不(bu)放(fang)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)。这(zhei)对(dui)减少集热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器的(de)(de)(de)(de)热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)损失,提高集热(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器的(de)(de)(de)(de)保温性能是十分有益的(de)(de)(de)(de)。

  于(yu)热(re)管(guan)(guan)主(zhu)要依靠工(gong)(gong)质相(xiang)变时(shi)(shi)(shi)(shi)吸(xi)收和(he)释放(fang)潜热(re)以(yi)及(ji)蒸(zheng)汽流动传(chuan)(chuan)输热(re)量,而(er)大多数(shu)工(gong)(gong)质的(de)(de)(de)汽化(hua)潜热(re)是很(hen)(hen)大的(de)(de)(de),因此(ci)不需要很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)蒸(zheng)发量就能(neng)传(chuan)(chuan)递大量的(de)(de)(de)热(re)。当(dang)(dang)(dang)蒸(zheng)汽处(chu)于(yu)饱和(he)状态,其流动和(he)相(xiang)变时(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)温差很(hen)(hen)小,而(er)管(guan)(guan)壁又(you)比(bi)(bi)较(jiao)薄,故热(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表面温度(du)(du)梯度(du)(du)很(hen)(hen)小。当(dang)(dang)(dang)热(re)流密度(du)(du)很(hen)(hen)低(di)时(shi)(shi)(shi)(shi),可(ke)以(yi)得(de)到高(gao)(gao)度(du)(du)等温的(de)(de)(de)表面,提高(gao)(gao)导热(re)系数(shu)。热(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)安装倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)对(dui)传(chuan)(chuan)热(re)性能(neng)有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)影响。对(dui)于(yu)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)充液(ye)比(bi)(bi),当(dang)(dang)(dang)倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)较(jiao)小时(shi)(shi)(shi)(shi),传(chuan)(chuan)热(re)率随倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)的(de)(de)(de)变化(hua)迅速上升;当(dang)(dang)(dang)超过某一(yi)倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)时(shi)(shi)(shi)(shi),传(chuan)(chuan)热(re)率的(de)(de)(de)变化(hua)变得(de)很(hen)(hen)平(ping)坦,倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)对(dui)传(chuan)(chuan)热(re)率的(de)(de)(de)影响较(jiao)小。当(dang)(dang)(dang)倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)为20°~ 45°时(shi)(shi)(shi)(shi),传(chuan)(chuan)热(re)效率最(zui)(zui)高(gao)(gao),其中以(yi) 40°时(shi)(shi)(shi)(shi)为最(zui)(zui)佳。热(re)管(guan)(guan)安装倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)范(fan)围由(you)当(dang)(dang)(dang)地地理(li)纬(wei)度(du)(du)决定(ding),而(er)在我国境内(nei),从广州到哈尔滨的(de)(de)(de)纬(wei)度(du)(du)为N23°~N45°,倾(qing)(qing)(qing)角(jiao)均(jun)在传(chuan)(chuan)热(re)效率高(gao)(gao)的(de)(de)(de)范(fan)围内(nei),这对(dui)于(yu)热(re)管(guan)(guan)作为集热(re)器(qi)是十分有利(li)的(de)(de)(de),可(ke)以(yi)最(zui)(zui)大限度(du)(du)地提高(gao)(gao)热(re)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)传(chuan)(chuan)热(re)效率。热(re)管(guan)(guan)具有启(qi)动工(gong)(gong)作温度(du)(du)低(di)、热(re)损少、管(guan)(guan)内(nei)不结垢、不炸(zha)管(guan)(guan)、全(quan)年(nian)使用不结冻、集热(re)效率高(gao)(gao)、使用寿命长等特点。

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