热管技术研究进展及其在制冷空调行业中的应用

热管技术研究进展及其在制冷空调行业中的应用

蔡 卫 东

(格力电器，广东 珠海 519070)

[摘 要] 综述了国内外热管技术理论研究和应用研究的发展与现状，指出热管技术研究的重心已经从理论研究

转移到应用研究，热管的应用已经由航天转向地面，由工业转向民用。在制冷空调行业，热管主要用做换热器，它可以进房间空调器、空调热回收、地热、太阳能、废热利用等技术的应用与发展，将减轻对环境的热污染。

[关键词] 热管; 制冷空调; 理论研究; 应用研究

Progress of Theoretical Research and Application Investigation on Heat Pipe Technology and its

Application in Refrigeration and Air-conditioning

Cai Weidong

(GREE Electric Appliance Inc., Guandong Zhuhai 519070, China)

[Abstract] Progress of theoretical research and application investigation on heat pipe technology was summarized. The application of heat pipe has converted from space to ground and from industry to human life. In refrigeration and air-conditioning area, heat pipe is used as heat exchanger. The application of heat pipe heat exchanger will accelerate the development of room air-conditioner, ground heat, solar energy, waste heat, furthermore, it is of great significance to the environment protection. [Keywords] heat pipe; refrigeration and air-conditioning; theoretical research; application investigation

蔡卫东，女，１９６８年生，工程师，珠海格力电器股份有限公司，从事空调制冷技术及标准化的研究工作。

1、引言

热管是一种具有很高传热性能的元件，它可将大量热量通过其很小的截面积远距离传输而无需外加动力，其工作温区从-273℃一直到1000℃。热管具有其他传热技术所不具备的许多优点：卓越的传热效率及可靠性、隔离性、低阻力、体积小、可控制等。因此，热管技术已经在越来越广阔的领域取得卓有成效的应用。我国热管技术在化工、建材、冶金、动力工程、生物工程、航空、航天等方面应用处于国际领先地位。在制冷空调行业由于冷热流体间的温差小，热管技术更能体现其优越性，使之成为实现制冷空调低能耗、高效率、冷热源多样性、走绿色空调之路的现实技术基础之一，在实现人与自然的和谐相处和可持续发展方面，具有广阔的发展前景。本文将简要介绍热管技术的最新发展及其在制冷空调领域中的应用。

2、热管的发展及现状 2.1 热管技术的理论研究

早在1942年，Gauler 就曾提出热管的原理。1962年，L. Trefethen 再次提出类似于Gauler 的传热元件，但因故未能实施。直到1964年，Grover 等人[1]独立地提出了类似于Gauler 的传热元件，并且取名热管，此后吸引了很多的科学技术工作者从事热管研究，使热管得到了很快的发展。

1965年，Cotter 首次提出了较完整的热管理论，为以后的热管理论的研究工作奠定了基础。Levy ，Deverall 和Kemme 等人以及 Busse [2]对于声速极限理论作出了较大的贡献。Busse 还提出了适用于液态金属热管起动过程的粘性极限理论。田长霖教授在双组分热管、毛细芯性质、蒸汽流动及热管性能研究方面都作出了很大的贡献[3~6]。Katzoff 于1966年发明了有干道的热管。干道的作用是为了给从冷凝段回到蒸发段的液体提供一个压力降较小的通道，大大地提高了热管的传输能力。Kztaoff 提出了可控热管的设想，并由Marcus 完善了可控热管的设计和理论。Turner 等人提出

用可变热导热管来实现恒温控制。Gray研究了一种冷却旋转物体的旋转热管，它不用毛细芯，而是靠管子旋转产生的离心力使液体从冷凝端回到蒸发端。所有的这些研究和发明都是热管技术的重大进展。

Cotter于1984年首先提出微型热管的概念。典型的微型热管的蒸汽通道截面有三角形、矩形、正方形、梯形等，水力半径范围为10~500m

μ，如图1。毛细泵回路CPL和回路热管系统LHP以其结构灵活、应用面广及在很小温差下可运距离传递较常规热管更大的热量的特点，引起了整个热管界的普遍关注，成为理论研究和应用研究的热点。Babin对微型热管在稳定运行下进行了模拟和测试[7]。Cao等人证实了微型热管的流动极限，即随着微型热管尺寸的减小，蒸汽在热管芯内失去其连续流动特性。Longtin对微型热管在稳定运行条件下的一维模型进行了研究[8]。Swanson等人对微型热管的界面热力学特性进行了研究[9]。文献[10]对微型热管的传热与流动问题进行模化分析，建立它们相应的一维稳态模型。

1969年，Feldman首次提出平板热管的结构，并获得专利。随后，Edelstein提出了一种平板式可控热管。Ooijen等则采用数值计算的方法，研究了有着绝热顶板的平板热管中的蒸汽流动情况，这是平板热管由经验设计制造到理论分析研究的开端。Vafai等研究了对称平板热管中的流动和传输特性，并在理论上第一次详细分析了吸液芯的相互作用，采用积分方法研究了平板热管中的压力场和速度场[11]。Vafai等人对一种非对称碟形平板进行了理论研究，他们认为：在每单位的表面积中，碟形平板热管所传输的热量比矩形平板热管的高[12]。Wang等人对平面热管在起动和停止时的瞬态特征进行了研究[13]。Wang等人对对称平面热管的热工特性进行了实验研究[14]。

我国对热管的研究始于70年代初，在应用和基础研究方面已进行了大量的工作，从低温液氮热管到高温钠热管都进行了研制和性能研究。文献[15]对钠热管的运行进行了试验观察，并用不同的理论公式进行了核算，发现钠热管不仅有声速极限的限制，而且也受粘性限和毛细限的限制。

最近，无机传热技术引起了人们的重视[16]。无机传热技术是以无机元素为主要介质，注入到各类金属(或非金属)管状、板状腔体内，经密封成型后，形成具有传热特性的元件。它具有以下特点：使用温度范围广，无机传热元件使用低温、中温和高温三种工质，可用于-60~1100℃温度范围；内腔工作压力低；当量导热系数高，可达纯银的32000倍；使用寿命长，无机传热工质在11万小时内不衰减，无机传热工质与常用工程材料相容性好，不发生化学反应，可以保证长久的内部传热性能。

2.2 热管技术的应用研究

热管最早用于空间技术和电子工业领域。1967年，美国Loa Alamos国家实验室研制的一根不锈钢——水热管被首次送入地球卫星轨道，并取得热管运行性能的遥控数据，证明热管在零重力条件下成功运行。1968年，热管作为卫星仪器温度控制的手段第一次应用于测地卫星GEOS-Ⅱ，目的是为了减小卫星中不同应答器之间的温差。1972年发射的天文卫星OAO-C和1974年发射的应用技术卫星ATS-F上都成功地用了相当数量的热管作为温度控制的手段。1969年，日本已有带翅片热管束的空气加热器，用来回收工业排气中的热能。

80年代初我国的热管研究及开发的重点转向节能及能源的合理利用，相继开发了热管气—气换热器，热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器，高温热管热风炉等各类热管产品[17]。目前，热管应用的重点已由航天转移到地面，由工业化扩展到民用产品。随着热管技术的发展、制造加工技术的更加成熟和科学技术水平的不断提高，热管研究和应用的领域也将不断拓宽。新能源的开发，太阳能的利用，电子装置芯片的冷却、笔记本电脑CPU

的冷却以及大功率晶体管、可控硅元件、

电路控制板等的冷却，化工、石油、建材、轻工、冶金、动力、陶瓷、制冷空调等领域的高效传热传质设备的开发，都将促进热管技术的进一步发展。

3、热管技术在制冷空调行业中的应用

3.1 热管技术在房间空调器上的应用

目前，现有房间空调器在潮湿气候地区使用时，因其除湿量不足，使得房间内舒适性较差。其根本原因在于，目前厂家在空调器设计中仅考虑除去房间的总热负荷，而没有考虑到房间热负荷本身的特点。实际上，房间的热负荷是由显热负荷和潜热负荷两部分组成。在潮湿地区，潜热负荷在总热负荷中所占的比例较大，现有房间空调器在潮湿地区使用时，因除湿量较小，相应除去的潜热负荷亦较少，因而房间内空调效果并不理想，舒适性较差。现有房间空调器作除湿运行时，可通过减小空气流量来增加除湿量，但随着风量的减少，房间空调器的制冷量也减少，不能满足除去总热负荷的要求；同时，送风温度较低，相对湿度较大，这两种结果必然导致房间的舒适性较差。

针对潮湿地区空调总热负荷中潜热负荷所占比例较大这一问题，目前在常规大型空调系统中利用除湿转轮或回转盘管换热器来增加系统的除湿能力，能较好地控制室内湿度，满足室内舒适性要求。将重力式热管换热器应用于房间空调器中，可以保证空调器的制冷量和功耗基本不变，而除湿量却显著地增加，同时空调器的送风温湿度适宜，从而可以解决目前现有房间空调器在潮湿地区使用时，因除湿量不足而造成房间内舒适性较差这一问题。根据文献[18]介绍，取得了如下效果：通过在房间空调器上加重力式热管换热器，可使空调器的除湿量增加 30 %~40 %，而制冷量和耗功率基本不变；重力式热管换热器结构可与空调器的蒸发器结构相同，其所需换热面积一般不会超过蒸发器换热面积的2倍，热管的工作介质可与空调器用的制冷剂相同；加重力式热管换热器后，无需改变空调器配置的压缩机、冷凝器、蒸发器及毛细管，而只需适当增加室内侧风机压头，热管换热器在空调器上布置可行，且不会使空调器的总体积增加很多。

3.2 热管技术在空调热回收上的应用

空调系统热回收一直是暖通空调工程界研究的课题之一。在空调系统中，大部分空调回风经冷却和再热后作为送风送到空调房间，而其它部分的回风则排出。由于新、回风需经冷热处理，因而研究空调系统的热回收对空调系统节能具有极其重要的意义。在空调热回收系统中，已研制出相应的转轮式热交换器、板翅式热交换器和盘管热环式热交换器等，并在空调工程中得到广泛应用。热管由于其具有很高的传热系数，因而近年热管用于空调热回收系统中的研究得到很大的发展[19]。热管由于热传递速度快、传递温降小、结构简单和易控制等特点，因而将被广泛用于空调系统的热回收和热控制。

如果空调系统新风量按送风量的30%计算，采用分体热虹吸热管冷热回收装置，可使空调系统节能7%以上[20]。实验表明，冷热气流温差只要超过3℃，即可回收能量。据此，我国上海、南京等长江中下游地区夏天空调冷回收时间长达1500h以上，经按气象参数计算，三年内可回收设备初投资费用。

对于室内温度22℃，相对湿度50%的空调工况，在供回风系统中加装热管换热器后，取得了如下效果[21]：在室外温度波动超过4.4℃时，室内温度波动小于0.3℃，相对湿度小于0.5%；热管换热器效率接近100%；去湿能力比普通系统提高62%，比旁通系统提高70%，相应地，辅助再热量分别减少20%和18%，潜在能效比(LEER)分别提高90%和87%。

文献[22]提出了一种用于空调系统热回收的流程图，如图2所示。文献[23]提出了一种带热力毛细动力循环的热管热回收系统，其原理见图3。与传统一次回风再热式空调系统比较，带热毛细动力循环热管热交换器回热的一次回风空调器系统可以减少表冷器的冷量和节省再热器的再热量。空调送风状态是通过调节阀调节热管管路中介质的流量进行调节的。

文献[24]提出了一种用于空调换气的热管式换热器系统，其原理见图4。在一年里，如果采暖和制冷分别按4个月和3个月计算，1台热管式空调换气换热器每年可节电1146度。若将热管式换气换热器折算成一台制冷(热)系数为2.5的热泵型空调机，则冬季相当于一台533W或夏季相当于一台304W的热泵型空调机。

3.3 热管技术在太阳能制冷中的应用

热管式太阳能空调制冷系统由太阳能集热器、溴化锂吸收制冷系统、数台循环泵、蓄热的水箱、辅助电加热器、两个冷却器和连接管路等辅助器件以及控制系统组成，如图5所示。循环水由循环泵输入水箱，热管吸收太阳能在水箱加热循环水，水的温度升高，由另一台循环泵输送到溴化锂吸收式制冷装置的发生器，将热量释放给发生器，水返回水箱。吸收器的冷却水由循环水泵输送到空气冷却器循环冷却，冷凝器产生的热量，由另一台循环水泵输送到另一个空气冷却器(大型的可考虑用冷却塔)。整个空调系统由三个流通环路组成，即发生器流通环路、制冷水流通环路和冷却水流通环路。各流通环路流量、温度都由流量计与温度传感器测定。辅助电加热器则是在夜间或集热器工作不正常时加热水以保证制冷效果[25]。

热管式真空管技术的发展，为太阳能吸收式制冷系统的广泛利用奠定了坚实基础。太阳能热管吸收式制冷系统的实用化在很大程度上取决于太阳能集热器，采用热管式真空管作为集热器的具有极大优越性。热管式太阳能空调制冷系统是间歇式系统，加入一个辅助电加热器可以保证夜间也能连续制冷，构造不复杂，性能可靠。但稳定性较差，系统的COP值低。提高系统的COP 值，实现太阳能驱动下的连续循环是空调制冷系统获得广泛应用的关键。太阳能热管吸收式空调制冷系统以其环境保护的制冷手段已逐渐被人们广为接受,其实用化的产品开发仍在积极的探索研究中。

3.4 热管技术在柴油机废烟气吸收式制冷中的应用

热管废热溴化锂制冷机于 2001年成功地应用在200kW柴油发电机的尾气处理上，真正实现了柴油发电机的热、电、冷联供[26]。热管废热溴化锂制冷机完全由柴油机的废烟气驱动，最大制冷量为 102kW，最大制热量为119kW，热力系数在1.2左右。该产品在夏季可以生产7℃的空调冷媒水，冬季可以生产 65℃的取暖热水，也可以冷媒水、卫生热水同时兼供，冬季运行时热管废热溴化锂制冷机仅为一台热管真空热水锅炉。由于该机组使用废烟气驱动，所以其运行费用相当低，仅为普通电驱动的空调机组运行费用的 5%，设备投资半年左右即可全部收回。该机组安全可靠、传热效率高，热管废热溴化锂制冷机系统与废热源是由热管隔离开来的，它们之间仅有传热作用，制冷系统的运行情况对废热源所属的生产系统不产生任何影响，所以该机组可以安全地使用在其他工作条件恶劣、腐蚀性较大的工业废热热源中。

3.5 热管技术在地源热泵中的应用

地源热泵是一种利用底下浅层地热资源的既可制热又可制冷的高效、节能、环保型空调系统。根据世界卫生组织EPA的一份有关空调未来发展的报告所提出的结论：地源热泵技术在为家庭居住带来舒适、可靠和高效节能的空调环境的同时，将成为降低国家能源消耗和环境污染的一个主要办法。

地源热泵在推广过程中，有待进一步完善的技术问题主要有两个方面，即地下盘管问题和地下水资源问题。热管换热器在换热、防腐等技术问题上的成熟，使热管技术能较好地解决好这两个问题。热管技术与地源热泵技术的结合，可使地源热泵扬长避短，投资更省、效率更高、适应性更强。

3.6 其他

随着我国电力峰谷电价政策的出台，蓄冷、蓄热空调系统将得到发展空间。在蓄冷、蓄热空调系统中，热管技术也将发挥其高效传热的特点。

4、结论

(1) 热管是一种高效的传热元件，目前理论研究

和应用研究的热点是微型热管；热管技术研

究的重心已经从理论研究转移到应用研究，

热管的应用已经由航天转向地面，由工业转向民用。

(2) 热管在制冷空调行业的应用主要用做换热

器，比如在房间空调器、房间末端装置、地源热泵等上面的应用。

(3) 由于我国的余热资源特别丰富，热管技术在

余热制冷中的应用将推进我国节能工作的进程，同时降低对环境的热污染，是一项很有发展前途的技术。

(4) 太阳能是洁净能源，热管技术将促进太阳能

的应用。

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（上接４９页）

(3) 在一些特殊场合和有条件的场合，如8-21层的标准间部份采用分体式水源热泵机组，即将冷凝压缩机集中设于机房内。

5、结语

由于该工程仍在建设施工过程中，并未投入使用，所以该系统在成都地区实际使用时的一些其他相关技术问题还有待工程建成后再作进一步的探讨和分析。相信该系统在成都地区的发展前景会越来越广泛。

参考文献

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［2］陆耀庆．暖通空调设计指南，中国建筑工业出版社，1996

（上接６１页）

表1：不同通风系统的区别

自然通风现阶段高级阶段

空调机组无车顶

单元式空调

分体式

空调

密封性差一般好气流组织差一般好控制方法手工手工+半自动自动自然通风器多少无

车型21型、

部分22型、

部分25B型

大部分25型

ICE、TGV、

日本新干线、

中华之星

提高客车速度是铁路赖以生存和适应社会发展的唯一出路，随着高速客车的大量投入使用，客车通风系统必将不断的完善。参考文献

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中国铁道出版社 1984

热管技术综述

热管技术综述 热管作为一种具有高换热率、结构简单、工作可靠、良好的等温性等优良性能的换热元件，在生产生活中有着广泛的应用，本文就热管的基本工作原理与形式、几种具体热管的研究现状、热管的应用几方面进行综述。 普通的热管通常由蒸发段和冷凝段组成，中间根据需要可布置绝热段。制造时先将内部抽成负压，再填装工质；工作时，工质从热源吸热蒸发，在小压差作用下流向冷凝段，在冷凝段放热冷凝，凝结液通过壁面金属网或多孔材料（吸液芯）的毛细力作用流回蒸发段，如此循环往复，实现热量由热源向冷源的传递。 在上述基本工作原理下，实际使用中的热管根据环境与用途可能又会有差异。在不同的温度下，热管的工质是不同的，选用工质时需要考虑在工作温度区间内工质要有良好的热性能、与热管材料有较好的兼容性等；在低温下（4~200K），通常会选用氦、氖、氮、氧、甲烷等工质，在中温下（200~700K，这是使用很广泛的温度区间），水具有良好热性能，氨由于与铝、钢等工程材料有更好地相容性也是很好的选择；在高温时（大于700K），通常会采用液态金属，如银、铯、钾、纳、锂等。在液体回流方式上，除了上述的靠毛细力回流外，在某些场合可将热管倾斜或垂直放置使用，这就是重力热管，此时不再需要吸液芯，结构简化，生产方便成本低；另外还有使用磁流体工质、提供旋转离心力、利用渗透力等其他回流方式的热管。实际使用中，根据使用环境的不同，可将热管做成各种形式，如圆柱形、环形、星形等。作为上述使用相变换热原理的热管的延伸，还有使用化学反应的焓变来代替相变的焓变的化学热管，其基本原理是通过可逆反应（又叫蓄热反应）在冷热源处的不同方向的反应热效应相反来实现热量的传递，可以想见，这类热管的重要课题是寻找可逆性好、正反反应速度都很大的蓄热反应。 热管具有众多优点：由于热管通过相变换热同时内部热阻小，其传热系数很大；由于工质蒸汽的饱和蒸汽压决定温度，它的等温性很好；由于内部压力小，蒸发段受热后蒸汽以近似音速前进，故响应特性好；同时机构简单，体积小、重量轻，维修方便；没有运动件，工作可靠；可工作在失重状态，从而可用于空间器件。上述优良性能使热管获得了广泛的应用。 热管有各种各样的种类，一些新型的热管如平板热管、环路热管、脉动热管等。 平板热管是由两块平行的板壳和吸液芯组成，通道截面为扁平的矩形。目前，出现了由多个微型热管平行排列组成的新型平板热管，它的两块平行紫铜板中间采用焊接的方式固定若干互相平行的细铜丝，其中每相邻两根铜丝和上下两块紫铜板之间围成一个通道，通道截面由两条半圆曲线和两条平行直线构成。平板热管具有质量轻、良好的启动性和均温性的优势，用热管基板代替金属基板能大大强化基板的热扩散，为与电子元件一体化封装提供了条件，因此平板热管成为目前电子元件散热方面的研究热点，在国外已经得到应用，然而在国内还没有很好实现产业化，主要原因是：虽然目前关于平板热管的研究较多，但平板热管的内部结构优化缺乏完善的理论模型指导设计；已有学者通过建立复杂的三维模型来分析平板热管，但研究还不够深入，尚待加强；加工制造上，对于提高平板热管的尺寸精度、毛细结构的附着等仍存在许多问题，必须改进加工技术与封装工艺。这些都当成为平板热管进一步开发研究实现产业化的努力方向。 环路热管是一种新型热控技术，正逐渐应用于空间飞行器的热控制，成为高功率航天器热控制的有效控制手段之一，同时也是各国航天部门研究的重要内容。

热管技术及其工程应用

热管技术及其工程应用(2) 晨怡热管2007-6-9 22:07:05 第二章热管及其特性 热管：是一种传热性极好的人工构件，常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管（管壳），内部空腔内有少量工作介质（工作液）和毛细结构（管芯），管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理： ⑴在真空状态下，液体的沸点降低； ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多； ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。 从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。 一.热管的组成 图2.1 热管示意图 1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液 国外资料: (From https://www.wendangku.net/doc/7711880905.html,) A traditional heat pipe is a hollow cylinder filled with a vaporizable liquid. A. Heat is absorbed in the evaporating section. B. Fluid boils to vapor phase. C. Heat is released from the upper part of cylinder to the environment; vapor condenses to liquid phase. D. Liquid returns by gravity to the lower part of cylinder (evaporating section).

(Heat Pipes for Dehumidification(除湿气) 热管的管壳是受压部件，要求由高导热率、耐压、耐热应力的材料制造。在材料的选择上必须考虑到热管在长期运行中管壳无腐蚀，工质与管壳不发生化学反应，不产生气体。 管壳材料有多种，以不锈钢、铜、铝、镍等较多，也可用贵重金属铌、钽或玻璃、陶瓷等。管壳的作用是将热管的工作部分封闭起来，在热端和冷端接受和放出热量，并承受管内外压力不等时所产生的压力差。 热管的管芯是一种紧贴管壳内壁的毛细结构，通常用多层金属丝网或纤维、布等以衬里形式紧贴内壁以减小接触热阻，衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。如右图所示为几种不同的管芯的结果示意图

热喷涂材料：现状与未来

热喷涂材料：现状与未来 北京矿冶研究总院贾永昌 热喷涂材料是热喷涂技术的重要组成部分。它与热喷涂工艺及热喷涂设备共同构成热喷涂技术的主体。整个热喷涂技术的发展，实际上受设备与材料的进展而被推动与牵引的。 一、历史的回顾 迄今，热喷涂材料的发展大体跨分三个阶段。第一阶段是以金属和合金为主要成份的粉末和线材，主要包括铝、锌、铜、镍、钻和铁等金属及它们的合金。这些材料制成粉末，是通过破碎及混合等初级制粉方法生产的，而线材则是用拉拔工艺制作出一定线径的金属丝或合金丝。这些材料主要供火焰粉喷、线喷及电弧喷涂等工艺使用，涂层功能较单一，大体是防腐和耐磨损，应用面相对较小；第二阶段始于五十年代中期。人们发现，要解决工业设备中存在的大量磨损问题，十分有必要改进工艺，制取更耐磨的涂层。经过几年的努力，自熔合金问世并发展了火焰喷焊工艺，这就是著名的“硬面技术”。自熔合金是在Ni、Co和Fe基的金属中加入B、Si、Cr这些能形成低熔点共晶合金的元素及抗氧化元素，喷涂后再加热重熔，获得硬面涂层。这项技术在某种程度上是受焊接堆焊工艺的启发。由于这些涂层具有高硬度、高冶金结合及很好的抗氧化性，从而在耐磨及抗氧化性方面迈出了一大步。自熔合金的出现，对热喷涂技术起了巨大的推动作用。 这一阶段另一项技术突破是等离子喷涂设备的问世。等离子焰高达1万度，几乎可以喷涂一切材料。于是，人们打开了思路，先后发展了一系列的陶瓷材料和金属陶瓷材料。实际上，只有进入七十年代中期，1976年迈阿密第八届国际热喷涂会议之后，在航空工业迅速发展的需求与推动下，这些材料才真正找到了用武之地，相继出现了高性能、高技术的耐磨、耐高温、抗燃气腐蚀及隔热等表面工程涂层材料，使热喷涂技术开始从简易的维修车间步入宇航和飞机等高技术产业领域，并解决了大量令冶金工程师头痛的材料问题。不仅使那些担心采用这项技术会使飞机从天上掉下来的飞机设计师放下了心，而且自那时起，一架航空发动机有成百件以上的零件纳入了技术规范，必须采用热喷涂技术才得以达到设计师们的要求。第三阶段是以七十年代中期出现了一系列的复合粉和自粘一次喷徐粉末，直至八十年代夹芯焊丝作为电弧喷涂材料进入市场为主要标志。其特征是

纳米科技的发展及未来的发展方向

纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017

纳米科技的发展及未来的发展方向 一：纳米科技的起源： 纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

热喷涂技术应用论文

等离子喷涂技术的现状与展望 笑嘻嘻 机械11-3 学号：2011 摘要：综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。关键词：等离子喷涂实时诊断智能控制 1概述 随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。 欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。 日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。 在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。 与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可 控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。 2等离子喷涂电源及改进 目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。体积为690mm（长）╳1230mm（宽）╳1220mm（高）。目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。 瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,

纳米二氧化钛的现状与发展概要

纳米二氧化钛的现状与发展 作者：未知时间：2007-11-24 15:17:00 国外纳米TiO2的生产现状 20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，需求量不大，没有形成大的生产规模。80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂，为纳米TiO2打开了市场，使纳米TiO2的生产和需求大大增加，成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。 由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景，并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门，因此，纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究，并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2，总生产能力估计在(6000～10000)t/a，单线生产能力一般为(400～500)t/a。 根据莎哈里本公司统计，2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右，其消费量与产品应用见表1。 表1 2003年全球纳米TiO2消费量与产品应用 近几年，有关纳米TiO2的新建装置已很少报道，主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量，多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高，技术要点和难点主要表现在以下几个方面：①国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；③金红石型纳米TiO2的表面处理技术；④纳米TiO2应用分散技术；⑤纳米TiO2应用功能的提升技

浅议热管技术及其在热能工程中的应用参考文本

浅议热管技术及其在热能工程中的应用参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

浅议热管技术及其在热能工程中的应用 参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 热管技术现在运用的越来越频繁，本文对热管的基本 组成，热管的工作原理，以及热管的分类和热管在应用的 过程中，所要解决的技术关键做了详细的分析，并且对热 管技术在热能工程的应用进行了分析和研究，给以后的热 管研究提供了参考。 随着科学技术的发展越来越快，热能工程的发展也是 与日俱进，热管技术也投入到了应用。热管的导热系数非 常高，是铝、银等金属的上千倍。如果使用热管技术，热 管的截面非常的小，并且不需要加入任何的动力就可以让 巨大的热能，进行传输。因此，热管在热能工程的应用越 来越广泛。

热管的组成和原理 1.1.热管的组成 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×（10负1－－－10负4)Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段)，另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程： 1.1.1.热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到（液－－－汽）分界面； 1.1. 2.液体在蒸发段内的（液－－汽）分界面上蒸发；

热管技术及其在热能工程中的应用

文章编号：1004-8774（2003）03-24-04 热管技术及其在热能工程中的应用 收稿日期：2002-09-09 何天荣 （湖南大学衡阳分校，湖南421101） 摘要：热管技术越来越得到人们的重视，热管的应用也日益广泛。然而，热管技术在热能动力工程上的应用还处于初期阶段。文章在介绍热管技术基本知识的基础上，介绍了热管技术在热能工程中的应用的几个方面及安全问题，用以推动热管技术的进一步发展。 关键词：热管技术；热能工程；应用与安全 中图分类号：Tk172.4 文献标识码：B Heat Pipe Technology and its Application in Thermal Engineering HE Tian-rong Abstract：Heat pipe technoIogy is getting more and more regards，and its appIications are aIso extensive increasingIy. However，in thermaI power engineering，it is stiII being earIy stage.In this paper，after the basic knowIedge of heat pipe technoIogy is introduced，we anaIyze severaI kinds of appIication of heat pipe technoIogy in thermaI engineering and security probIem thereof，in order to impeI it to deveIop further. Key words：Heat pipe technology；Thermal engineering；Application and security 1 前言 1964年热管诞生于美国的洛斯?阿拉莫斯（Los AIamos）科学实验室，1967年该实验室首次将一支实验用水热管送上了地球卫星轨道，1968年热管第一次用于测地卫星GEOS-!，用来控制仪器的温度。除空间技术外，热管相继为电子工业所采用，用来冷却电子管、半导体元件和集成电路板等电子元件，并应用于机械、电机部件的冷却。20世纪70年代热管应用于医用手术刀，随后应用的新领域是能源工程。国外用于余热回收和空调的热管换热器已部分商品化。并开展了热管技术在太阳能和地热利用方面的研究。1972年我国研制出第一根热管，它是以钠为工质的，接着研制了以氨、水、导热油为工质的热管。 热管除了在宇航、石化、电子、机械、轻纺工业及医学上的应用外，目前热管已逐渐应用于热能工程，并显示出它的强大优势。 2 热管的基本结构及原理 2.1 热管的基本结构 热管是由管壳、管芯（或称吸液管）和工作液体三部分组成，如图1所示。管壳是由碳钢、不锈钢、铜等金属材料制造的能承受一定压力的完全密闭的管状容器，内部空腔具有较高的原始真空度。管芯是紧贴管壁的由毛细多孔结构材料制成，它一般为金属丝网或烧结的金属粉末。工业用热管也有采用槽道吸液结构或丝网与槽道复合结构。工作液体是热管工作时传递热量的工作介质，一般有水、氨、甲醇、丙酮、R-21、R-113等，其中水的工作范围为45~210C。工作液在热管内呈气态和液态两种工作状态，它是在热管处于真空状态下被充入，并填满毛细材料中的微孔，然后予以密封的。 2.2 热管的工作原理 如图1所示，热管一端为蒸发段，中间一段为绝热段（即与外界无热交换），另一端为冷凝段。当蒸发段受热时，毛细材料中的液体蒸发产生蒸汽流向另一端冷凝段。冷凝端由于放热冷却使蒸汽又凝结成液体，液体再沿毛细多孔材料流回蒸发段，如此不断循环，将热量从一端传到另一端。从热管内部的工作过程来看，也对应分成三个工作段，即汽化段、输运段和放热凝结段。利用这种原理工作的热管称为毛细管式热管。 42工业锅炉2003年第2期（总第78期）

热喷涂技术发展的主要方向

热喷涂技术经过近一个世纪的发展，从简单的工艺技术发展成为完整的工业体系，已成为先进制造技术的重要组成部分。在成长和发展过程中，由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，技术日趋系统化、集成化，即发展成为集机械学、材料科学、热动力科学、高新技术和生物工程等专业为一体的新兴交叉学科，在制造业领域成为完整的工业体系。热喷涂技术的核心是优质、高效、低消耗的表面改性，达到赋予基体材料表面特殊功能的目的。技术的发展主要是新技术的发现、材料的创新、涂层质量控制软件体系、涂层制备基础理论研究和检测技术等诸方面。 1)近年来，随热喷涂技术的发展，新的工艺技术和新的应用领域不断地涌现。涂层质量很大程度上依赖于喷射熔滴的速度，提高热喷涂射流和喷涂粒子的速度已成为当前国际热喷涂技术发展的新趋势，相继出现了爆炸喷涂、高速活性燃气火焰喷涂(HV AF)、高速电弧喷涂、活性电弧喷涂、高速等离子喷涂、三阴极内送粉等离子喷涂、溶液等离子喷涂(SPS)、冷气动力喷涂(CGDS)等新技术。这些技术的共同特点是大幅度提高了喷涂粒子的飞行速度，降低了涂层孔隙率，提高了涂层结合强度。 高速等离子喷涂技术由于热源温度高、加热熔化效率高，可喷涂高熔点的陶瓷材料和超合金材料。与普通等离子喷涂比较，高速等离子喷涂的射流速度超过5马赫，喷涂粒子速度可达500m/s，使得涂层更加致密，硬度、韧性、结合强度更高。特别是制备高质量陶瓷涂层和金属陶瓷涂层，具有其他喷涂技术不可替代的优势。 三阴极内送粉等离子喷涂由三根平行的阴极将电弧一分为三，将喷涂粉末通过喷枪轴线与电弧同轴方向送入电弧，减少喷嘴局部过热的可能性，增加电弧稳定性和喷嘴使用寿命;延长粉末加热时间，提高了沉积速率和粉末材料利用率，沉积效率可高达90%，涂层质量均匀、致密、结合强度高。 溶液等离子喷涂是采用纳米先驱溶液或悬浮有纳米粒子的溶液为喷涂材料制备涂层的方法。有效地解决了纳米粉末材料输送的技术难题，扩展了涂层材料的应用领域，为纳米涂层制备、推动纳米涂层的实际应用提供了可能。 HV AF高速活性燃气喷涂，既具有高速火焰喷涂速度高的特点，又具有控制和改变环境条件的能力。活性燃烧气体使用丙烷、乙烯或MAPP气体，可产生还原性气氛;有最好的动能和热能匹配，喷涂粒子被加热到熔点以下，而粒子飞行速度高达800m/s，生产效率高，喷涂WC Co材料可达30kg/h;制备的金属合金和碳化物涂层含氧量非常低，涂层十分致密，可得到压应力或无应力涂层，是制备厚涂层最有效的方法之一。 高速活性电弧喷涂是在普通电弧喷涂的基础上，被电弧熔化的涂层材料被丙烷 空气燃烧所产生的高速气流雾化成细小微粒，并二次加速得到高速飞行的粒子束流，可有效地控制气流成氛得到还原环境，所得到的涂层含氧量低、涂层致密、孔隙率低、结合强度高。 冷气动力喷涂是由俄罗斯科学家在风洞试验中首次发现这一现象，根据这一现象发明了冷气动力喷涂技术。它是利用高压、温度在260～760℃热气流，将喷涂材料加速沉积到基体表面形成涂层的方法。超声速气体/粒子双相流、高压气流使粒径为1μm≤d≤50μm的粒子加速到450～1000m/s，在固态下形成孔隙率低、含氧量低、残余应力低的涂层，可完全保持喷涂材料原始成分。有文献表明：双相气流速度越大，粒子的沉积效率越高。现在美国和德国已研制成功成套冷气动力喷涂设备。 多种复合工艺技术已联合使用。高速火焰喷涂制备结合底层，有效地控制结合层的含氧量，等离子喷涂制备工作面层;等离子喷涂或火焰喷涂预置涂层，激光照射重熔制备完全致密的陶瓷涂层，达到改变涂层组织性能的目的。 2)新型工艺技术的发现与应用促进了新材料的发展。新型热障涂层材料，在氧化锆涂层上使用新成分和氧化锆复合，作为双层复合涂层;纳米涂层(纳米先驱溶液、纳米团聚体粉末)材料、功能复合涂层材料、生物功能涂层材料、金属间化合物涂层材料、微晶或非晶涂层材料等的

纳米科技的发展现状及前景

纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容 从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念： 第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容1993年，第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开，将纳米技术划分为6大分支：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学，促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性，神奇性和广泛性，吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造，测量、控制和产品的技术。纳米技术主要包括：纳米级测量技术：纳米级表层物理力学性能的检测技术：纳米级加工技术；纳米粒子的制备技术；纳米材料；纳米生物学技术；纳米组装技术等。关键突破 1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德· 费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 纳米技术包含下列四个主要方面：

热管技术的应用展望

第28卷第3期2006年9月 甘　肃　冶　金 G ANS U　MET ALLURGY Vol.28　No.3 Sep.,2006 文章编号:167224461(2006)0320098202 热管技术的应用展望 魏新宇1,李树勋2,吴　奇2 (1.西安航空技术高等专科学校动力工程系,陕西　西安　710077; 2.兰州理工大学石油化工学院,甘肃　兰州　730050) 摘　要:简单介绍了热管的基本原理、性能特点,以及热管在各个领域的实际应用,总结出热管及热管换热器的发展前景。 关键词:热管;应用;进展 中图分类号:TK172.4 文献标识码:A Appli ca ti on and D evelop m en t of Hea t P i pe Technology W E I Xin2yu1,L I Shu2xun2,WU Q i2 (1.Xi′an Aer otechnical College,Xi′an710077,China; https://www.wendangku.net/doc/7711880905.html,nzhou University of Tech.,Lanzhou730050,China) Abstract:I n this paper,the p r operties,characteristics and the app licati on of heat p i pe in s ome fields are su mmarized, then analyzed the p resent status and discussed its devel op ing tendency in the future. Key words:heat p i pe;app licati on;devel opment 1　引言 热管的构想1942年首次由美国人R S Ganger提出。1964年,美国Loe A la m科学实验室的G M Gr over及其合作者T P Cotter与G F Ebon制成高温钠热管,并定名为Heat Pi pe。40多年来,美、日、德、意、英、法、原苏联等国相继对热管的理论和应用开展了大量的试验研究,使之发展速度较快。热管是利用密闭管内工质的蒸发和冷凝来进行传热,其热阻很小。它是由管壳、起毛细管作用的多孔物质———管芯以及传递热能的工质等组成的一个高真空封闭系统。在热管内部,因热量的传递是通过沸腾、冷凝过程进行,沸腾与冷凝系数都很大,蒸汽流动阻力小,则管壁温度相当均匀。由热管的传热量和相应的管壁温差折算而得的表观导热系数,是最优良金属导热体的100～1000倍[123]。 热管以其优良的性能首先在卫星的温度控制上使用,随即在电子、电机的散热冷却和余热利用等诸方面得到普遍应用。目前,在世界范围内,从空间到地面,从军工到民用,在航天、航空、电子、电机、核工业、热工、建筑、医疗、温度调节、余热回收以及太阳能与地热利用等方面已有数以万计的热管正在运行中。1972年,我国第一根自制钠热管成功地投入运行,之后从航天技术到民用工业,热管技术都取得进展并获得应用。一些高校和科研单位在热管技术的应用和基础研究方面做了大量工作,促使热管在空间技术、电子电器、能源动力、化工、轻工、冶金等多方面获得应用[1]。 2　热管技术的扩展与展望 2.1　热管的小型微型化 在容积受限的条件下,普通的换热措施无法实现,一般热管也难以安置,小型和微型热管的发展解决了这一难题。微型热管一般指直径10～500μm、长约10～30mm、无吸液芯的热管。美国研制的小型手持开式液氮热管手术器,质量仅1kg,包括液氮贮存器、热管和探针尖3大件。借助毛细作用,使液氮从贮存器流过305mm长的探针内腔到达镀金的铜尖,液氮蒸发吸收汽化潜热由尼龙帽排出,保证在半小时内探针尖温度都在77K(-196℃)左右,可用以冻杀肿瘤组织[3]。日本开发的一种热管温热治疗仪,是外径1.48 mm、内径1.l mm的不锈钢热管,蒸发段外设循环恒温的热水管套,控制热管的运行温度,冷凝段制成针头状,可刺入皮下数十毫米,保持针头43～46℃温热以杀死癌细胞[2]。 传统的台式计算机和笔记本电脑的中央处理器(CP U)都使用微型风扇和金属翅片来散热冷却,散热量一般为2～4W。随着计算机技术的飞速发展,高性能的CP U的发热量增加了5～6倍,以后的发热量就会越来越大,将会达到5～12W或者更高,常规的自然散热方式及风扇强制散热都难以满足要求。热管散热有体积紧凑、无噪音、高度可靠性等优点,是首选的散热手段。用于笔记本电脑散热的热管属于小型热管,热管的外径为3～5mm,内径一般为2.6～4mm,长度一般小于300mm,可以弯成各种形状。见图1。 2.2　热管的大型超大型化 大容量的余热回收、融化道路积雪(防冻)、地下电力电缆的冷却、地下煤气化的冷却以及地热开发利用和保持永久冻土层的稳定等领域都要求热管的大型甚至超大型化。据报道,20世纪末世界最大的热管直径达300mm,长度达

热喷涂技术现状及其发展

热喷涂技术现状及其发展 林安川 摘要：近年来金属表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上，形成特制薄层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。由于采用热喷涂技术，可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。因此热喷涂技术都得到了广泛的应用，并取得了良好的经济效益[1]。热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。本文介绍了热喷涂工艺的特点，喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况，并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键词：热喷涂涂层分类应用发展 Thermal spraying technology status and development L-in Anchuan abstract：Metal surface engineering develops very fast in recent years, Especially the thermal spraying technology was a great progress. Thermal spraying is a kind of melt a solid materials with special equipment and to accelerate the jet to the mechanism on the surface, forming special thin layer, in order to improve the parts such as corrosion resistance, abrasion resistance, high temperature resistant performance of the emerging science and technology, material surface. Due to using thermal spraying technology, can make the base material in terms of wear resistance, corrosion resistance, and insulation performance improving.Therefore the thermal spraying technology has been widely used, and achieved good economic benefits [1]. Thermal spraying metal in the field of surface science become a very active subject.Characteristics of thermal spraying technology was introduced in this paper, the types of spraying method and its general situation of the application technology and thermal spraying technology, and give the development direction of thermal spraying technology were discussed. Key word：The thermal spraying coating classification application development 1 概述 热喷涂是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目。它是利用某种热源（如电弧、等离子弧或燃烧火焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。 这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒，以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面，形成牢固的覆盖层，从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧利废，使报废的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。 喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护。 当前又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题，为同时解决这两个方面的问题，近年来金属表面工程发展很快，尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上，形成特制薄层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术[1，2]。由于采用热喷涂技术，可以使基体材料在耐磨

热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究

第27卷 第6期 岩 土 工 程 学 报 Vol.27 No.6 2005年 6月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering June, 2005 热管技术及其在多年冻土工程中的应用研究 Thermosyphon technology and its application in permafrost 杨永平1,2，魏庆朝2，周顺华1，张鲁新2 (1. 同济大学 道路与铁道工程教育部重点实验室，上海 200331; 2. 北京交通大学 土建学院，北京 100044) 摘 要：热管技术是国外寒区工程中广泛使用的一项主动冷却地基土体的技术，青藏铁路修建之前，国内很少对此技术进行研究。本文针对应用于青藏铁路多年冻土工程中的热管类型，通过国内外的研究资料，综述了与青藏铁路热管应用效果相关的理论研究与工程实践成果。由于青藏铁路沿线独有的气候和冻土条件，文中的理论与实践方法与参数虽然不能简单照搬应用于青藏铁路的设计，但是可以对青藏铁路多年冻土区热管的设计与应用起到借鉴的作用。 关键词：青藏铁路；热管；多年冻土；综述 中图分类号：U 416文献标识码：A文章编号：2005–4548(2005)06–0698–09 作者简介：杨永平（1976– ），男，博士，2004年12月于北京交通大学土木建筑工程学院获博士学位，现为同济大学博士后，从事高速铁路特殊土质路基结构分析及数值分析研究。 YANG Yong-ping1,2，WEI Qing-chao2，ZHOU Shun-hua1，ZHANG Lu-xin2 (1. Key Laboratory of Road Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200331, China; 2. Civil Engineering School, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China) Abstract: Thremosyphon is a widely used technology applied to the engineering projects in permafrost regions at home and abroad. Before the construction of the Qinghai-Tibet railway, there was little study on this technology. This study is based on the type of the thermosyphon used in the Qinghai-Tibet railway. For the weather and permafrost conditions of Qinghai-Tibet plautea are different from the conditions of foreign countries, it is not proper to directly apply their theory and productions to the design of thermosyphon embankments in Qinghai-Tibet railway. This paper will be useful for the design and application of the thermosyphon used in permafrost regions of Qinghai-Tibet railway. Key words: Qinghai-Tibet railway；thermosyphon；permafrost；comprehensive study 0 引 言 两相闭式热虹吸管（Two-phase closed thermosyphon）又称重力热管，简称热虹吸管。是冻土区广泛使用的一种热管。青藏铁路使用的热管是低温、氨—碳钢热管，是一种制冷热管，由于热虹吸管内没有吸液芯这一重要特点，不仅结构简单，制造方便，成本低廉，而且传热性能优良，工作可靠，青藏铁路冻土区适用的热管就是这种类型。 1 主要应用国家概述 美国在20世纪60年代末申请了应用于多年冻土中的热管技术专利后，成立了研究机构，对热管技术在多年冻土中的应用进行了一些研究，主要的领军者为美国北极基础有限公司、阿拉斯加大学寒区工程研究所以及美国寒区军事工程研究所。加拿大在60年代后期向美国购置了热管专利，开展了热管技术应用的研究，并于70年代后期成立了加拿大北极基础有限公司，向加拿大多年冻土区提供热管系统和技术服务。 加拿大已将热管广泛应用于北美寒冷地区的工程建筑物，用于冷却地基确保冻土稳定性。目前主要的应用领域有工业与民用建筑、公路工程、铁路工程、机场跑道、输油管线、通讯塔、大坝及冻结墙等工程。 当前美国和加拿大正在联合研究并推进热管在铁路工程中的应用，开发热管通用分析方法，研究和编制通用简便的电子计算机程序，改进制造和安装工艺。但是这些方面的研究成果仍属于公司所有，不予公开发表。 前苏联在60年代早期曾由学者ТаЛеев C ∏提到过热传导桩的概念[1]。列宁格勒铁路运输设计院、莫斯科铁路运输设计院以及西伯利亚冻土研究站曾用煤油做工质设计了单相单管和多管热传导设计，应用于伊尔库茨克公路和雅库斯克水库等工程项目中。煤油热管属于液体对流，较汽－液两相对流的热管传热效率要差。目前也被成功地应用于土芯坝基等水利工程，以及冻土区铁路路基工程，但热管技术的研究远不及美国和加拿大。 ─────── 收稿日期：2004–08–19