如何确定热管的工质

众所周知，热管是靠工质的相变来传热能量的。在热管内部，工质频繁地改变着自己的相态，在传输热量的同时，连续不断地完成着质量的转移。因此，在设计热管时，首先遇到的问题是如何确定热管的工质。

热管工质的确定需要考虑的因素很多，其中温度因素是重要的。任何一种工质都有它自己可以工作的温度范围，其下限是工质的凝固点，上限是热力学临界点。例如，工业上常常应用水为热管的工质，对于水，凝固点为0℃（1atm），临界点为374.15℃。但实际上，工质工作的合适的温度范围要小得多，主要考虑的是，在热管的工作温度范围内，工质要具有合适压力。压力值的上限受管壳强度的限制。例如，对于常用的外径为25mm的水-铜热管，在某一特定的端帽焊接条件下，实验测得的热管爆破时的温度和压力见表1。

表1 热管爆破时的温度和压力

由表1可知，热管可能承受的压力约为100bar，超过了这一数值就会发现热管端帽破裂或焊缝漏汽。为了使热管能安全工作，还必须考虑一个安全系数为2.5，那么，管内允许压力为100/2.5=40bar。在这一压力下对应的工质饱和温度为250℃，也就是说，工质的工作不要超过250℃，这就构成了工作温度的上限。