[发明专利]一种热管

说明书

技术领域

本发明属于热交换技术领域，尤其属于一种高效传热元件的设计制造技术领域，特别涉及一种热管的设计与制造。

背景技术

热管是封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件。热管由管壳、端盖和管壳外周的外翅片组成，管壳内充以适量的工作介质；热管的一端为蒸发段或加热段，另一端为冷凝段或冷却段，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工作介质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再流回蒸发段。如此循环，热量由热管的一端传至另一端。当加热段在下，冷却段在上，热管呈竖直放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，这种热管称为重力热管。

热管的工作，主要是借助于管内介质的相变进行传热，无论是在蒸发段还是在冷凝段，都是管内介质通过了二次对流换热，一次导热与加热介质或者与被加热介质进行热交换的过程，现有热管是一种高效的传热元件，其高效性体现在轴向导热性能优良，然而当管内流通面积的半径较大时，径向热阻对热管传热性能的有影响，所以如何进一步提高热管的传热性能，针对热管径向传热的研究和热管结构改进是本领域一直努力的方向。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种热管结构。本发明要解决的问题是提供一种在相同热管外径、长度结构的条件下，具有更好传热性能的热管结构及其设计方法。

本发明通过以下技术方案实现：

热管，包括管壳、端盖和管壳外周的外翅片，其特征在于：所述管壳内有设置于蒸发段的螺旋内翅片。

所述螺旋内翅片是等螺旋结构，螺旋内翅片的螺旋结构环绕固定轴设置并与固定轴连接固定，固定轴固定在管壳内轴中心。所述等螺旋结构是指螺旋的间距、螺旋角、锥角相同的螺旋结构。

所述螺旋内翅片有大于0度的螺旋角和锥角ψ。

上述螺旋角由下式计算给出：由于Ty=Tx，所以

上述锥角ψ由下式计算给出：ψ=arctg(TzTy),]]>或ψ=arctg(TzTx);]]>

上述螺旋内翅片在管壳中设置长度与热管蒸发段长度L相同，蒸发段长度L由下式计算给出：L=H·sin(arctg(TZ2·TX)).]]>

其中是螺旋角，ψ是锥角，Tz是热管内蒸发段轴向温度梯度，Ty是热管内蒸发段沿y轴方向温度梯度，Tx是热管内蒸发段沿x轴方向温度梯度，H是未安装本发明螺旋内翅片的原始换热管蒸发段换热长度。

如说明书附图5所示，上述螺旋角是螺旋内翅片外边缘切线与径向平面的夹角，锥角ψ是螺旋内翅片锥体面与径向平面的夹角；如说明书附图6所示，上述Tz是热管内蒸发段轴向温度梯度，Ty是热管内蒸发段径向y轴方向温度梯度，Tx是热管内蒸发段径向x轴方向温度梯度。