一、熱管與熱管換熱器的主要特點

1. 傳熱系數高

   傳熱量的計算公式為

   Q=KFAt式中

   Q——熱管的傳熱量，kJ/h；

   K——傳熱系數，kJ/（m2h-℃）；

   F——傳熱面積，m2；

   At——傳熱溫差，C。

  熱管傳熱量大的原因是熱管的傳熱系數值高，熱管K=268kJ/（m².h-℃），而翅片管K=37kJ/（m²：h-℃），光管K=20kJ/（m²h℃），通過對3種傳熱元件的傳熱系數比較，熱管是翅片管的7倍，是光管的13倍。其原因是對氣-氣換熱，熱管管外全部翅片化的結果。熱管的熱量要比銅棒高出103~104倍。

2. 體積小，重量輕，結構緊湊

 由于熱管的傳熱系數高，在傳熱量不變的情況下，可以減少傳熱面積F，因此使熱管的根數減少，達到熱管換熱器的體積小、重量輕、結構緊湊的結果，同時鋼管的消耗量、加工量、成本和工人的勞動強度等也都減少了。

3. 熱管的等溫性好，壁面溫度高，耐腐蝕

  例如1m長熱管2端的溫差可以s1℃，熱管的壁面溫度高，不像其他傳熱元件的壁溫主要取決于冷體溫度，而熱管的壁面溫度是取決于熱、冷流體溫度的平均值，所以，就有壁面溫度高、耐腐蝕強的特點。

4. 不易積灰

  由于熱管有等溫性好，壁面溫度高，耐腐蝕的特點，同時就有了不易積灰的特點，而且積灰是松軟的灰，很容易清灰。積灰對傳熱的影響非常重要，通過對蒸汽機車鍋爐的排煙余熱回收氣-氣熱管積灰等多年的實驗研究得出結論：①排煙溫度降低20℃，蒸汽鍋爐的熱效率提高1%；②積灰以后，蒸汽鍋爐的排煙溫度由原先數值上升了40℃。因此，熱管換熱器積灰對傳熱的影響是非常嚴重的。

5. 應用非常廣泛

 各行各業，各種熱力設備的排煙、排氣、排水、排渣等，凡是有余熱的可回收的地方都可以應用。

二、熱管對其工作介質的主要要求

1. 穩定性的要求

  不論是低溫熱管、中溫熱管還是高溫熱管，也不論它的工作壽命多長，凡是在工作期間，熱管工作介質的性質必須是穩定的，不準有任何質的變化。

2. 相容性的要求

  工作介質必須與熱管管殼相容，不得產生化學反應。世界上知名的熱管專家說過"對工業熱管來說，最好的熱管是鋼水熱管"。

3. 潤濕性的要求

  熱管管殼與工作介質應該是潤濕的，這對熱管吸熱和傳熱都是有好處的。以水為主要成分的工作介質與鋼管殼是濕潤的，而工作介質汞就不潤濕。

4. 傳熱量要大

  工作介質的汽化潛熱要大。汽化潛熱是物性參數，主要與飽和狀態的溫度有關系。如，工作介質水的汽化潛熱就很大，在同溫度下禁就很小。

5. 飽和溫度要高，相應的飽和壓力要低

  這項要求目的是使熱管有高的傳熱量，同時熱管的強度容易通過。如，親熱管傳熱量不大，但強度容易通過，水熱管正好與禁熱管相反。

6. 安全性要絕對保證

  包括不易燃、不易爆、無刺激性等。對工人的健康要絕對有保障，確保生產和工作人員的安全，確保不對環境有污染。

三、應用計算機優化熱管換熱器的設計計算

1. 熱管換熱器的應用非常廣泛，已知參數和邊界條件又很復雜。如果采用計算機程序進行計算，不僅可以重復計算，減少繁瑣過程，而且可以優化計算。

2. 用計算機計算對各種形式的熱管換熱器進行設計計算能夠針對諸如氣-氣式、氣液式、氣汽式不同形式的熱管換熱器的特點，強化各類的差異和特點。

3. 對傳熱系數K值的計算，是對熱管換熱器進行設計必算的一項，也是最重要的一項。人工計算只能完成3~7項熱阻計算，很不精確，采用計算機計算，就可以完成10余項，大大提高設計精度。

4. 采用計算機優化，可計算出最佳傳熱面積，得出經濟性最佳的方案。對熱管換熱器設計而言，可實現節省熱管的根數、節約鋼材、節省工作量，減少工時、減少熱管加工設備的能耗以及降低設備的成本和造價等。

四、對目前熱管常用幾種工作介質的分析

（1）萘熱管的工作介質禁，是有機物質，屬芳香烴，素C1oHs，相對分子質量128.16；標準沸點t0=217.95℃；標準熔點tm=80.29℃；臨界溫度tc=478.2℃；臨界壓力pc=39.2atm；臨界密度pc=0.314g/cm3；禁屬于中溫熱管的工作介質，工作溫度為300℃左右。其最大的特點是在較高的工作溫度下，相應的飽和壓力低，如370℃時壓力為13.2at，熱管的強度容易通過，因此，當熱管加熱段熱源進口溫度超過350℃時，前幾排熱管都采用禁熱管。但是禁熱管也存在下列問題：

  ①. 有毒，對接觸榮的工作人員的身體會有影響；

  ②. 在制造禁熱管進行充裝工作介質工序是很麻煩，工人就不得不用手充裝；

  ③. 當進行到旋壓、鉆孔和加熱排空工序時，還容易著火；

  ④. 汽化潛熱太小，工作溫度250℃時，汽化潛熱為79.5kcal/kg.工作溫度360C時，汽化潛熱為59kcal/kg；

  ⑤. 設計不合理，加熱段、吸熱段和冷卻段的放熱能力都很強，唯有傳熱和輸送熱的能力太小；

  ⑥. 在啟動上與后排的熱管不能很好地協調。

  (2). 水鋼熱管與素熱管相比較，它不存在茉熱管上面所談的六個問題，但是水鋼熱管最大的問題是在熱管工作介質的工作溫度不算太高時，其相應的飽和壓力太高，如工作溫度為250℃時，其飽和壓力為40.56at，當工作溫度為300℃時，其相對應的壓力為87.61at，這樣一般的熱管強度很難通得過。另外，水鋼熱管中都得加緩蝕劑，一般加的緩蝕劑也有毒。但是，水鋼熱管和禁熱管相比較存在許多的優點，其中最大的優點是汽化潛熱大，如熱管工作溫度為250℃時，其汽化潛熱為410kcal/kg，是同溫度下禁熱管的5.16倍。由此就可看出水鋼熱管為什么應用這么廣泛，尤其在工業余熱回收方面。對水鋼熱管存在的最主要的問題，通過精心設計等也能得到較好的解決。

五、結束語

  熱管換熱器在余熱回收、降低能耗、節約能源、減少二氧化碳排放、改善環境等方面所帶來的綜合效益是巨大的。熱管換熱器在工業上的應用和發展還存在非常大的空間，在應用和發展上還存在著不平衡和不夠廣泛。在生產和研究問題上，以及有關人員提高基礎與專業知識水平上存在不和諧的傾向。在成熟產品的制造上注意標準化、系列化和自動化的問題還有待提高和解決。在研究和提高熱管的質量上，對熱管的管內和管外都應該給予充分重視。