重力式气-液型热管换热器的设计及应用

刘家雷 强天伟 张 卓 向 俊

重力式气-液型热管换热器的设计及应用

刘家雷 强天伟 张 卓 向 俊

（西安工程大学 西安 710048）

重力热管是一种依靠工质介质相变传热，具有传热温差小、热响应速度快、换热量大等优点的传热元件。为研究由重力热管组装而成的热管换热器在余热回收方面的优势，以西安某工程为例，根据设计要求，依据常规设计方法、整体设计思路，完整详细地介绍了重力式气-液型热管换热器的选型设计。最终经计算，选取54根长度为1500mm的重力热管，按照4排叉排布管组装成热管换热器，对4吨的燃气锅炉高温烟气进行余热回收。通过经济性计算分析，该设备投入使用一个采暖季可节省3977.89NCMH天然气资源的消耗，可节省约7088.6元，设备前期的投资成本可在第二个采暖季末期收回。在国家大力倡导节能降耗的背景下，该设备具有非常可观的经济效益和节能效益。

重力热管；热管换热器；设计计算；余热回收；节能

0 引言

将适量的工质介质充入管内并抽成负压后，密封形成的高效传热元件称之为热管[1]。热管因管内液体沸腾相变、蒸气凝结回流而能快速传热，热管的传热速率及导热能力远超目前已知的任何金属[2]。热管原理最早被R S Gaugler于1944年提出。G M Grover在1963年再次独立发表声明了类似R S Gaugler的传热元件，并进行了性能测试实验，正式命名该传热元件为热管“Heat pipe”。Cotter在1965年首次提出了较为完整的热管理论。我国于上世纪80年代初，热管研究方向才转向节能及能源综合利用方面，随着生产工艺的提升，重力热管被应用于太阳能、粮食储藏、能源回收利用等领域，近年来又提出了热管制冰技术。……