氣控熱管內工質為高純鈉。為了滿足高溫要求以及與工質相容性原則，并保證熱管的強度、剛度和抗腐蝕性，筒體材料采用耐高溫不銹鋼。為了保證熱管的性能，筒體內壁及溫度計阱均覆蓋不銹鋼絲網。熱管上部外側伸出的支管與氣路連接，支管上部外表面安裝冷卻水套。熱管加熱爐分上下兩段，采用鎳鉻爐絲繞制 。上下爐分別用島電SR23和FP23溫控模塊控制，控溫精度為0.1℃。

殼體材料

聲限速

吸液芯所需克服的液柱靜壓頭

選取絲網數目

最大毛細力

吸液芯的滲透率

吸液芯截面積

吸液芯的層數

鈉熱管測試試驗裝置與測試系統

鈉熱管由不銹鋼材料制成，直徑為25mm,熱管總長為100mm，管內有吸液芯，并有中心管，充液量為90g蒸發段長度為570mm,絕熱段長度為210mm，冷凝段長度為220mm,。鈉熱管測試的試驗裝置，如圖《實驗裝置》所示 。

該系統的加熱爐為一硅碳棒的爐最絕熱熱管是一種利用封閉在管內的介質反復進行物理相變來傳遞熱量的高效傳熱元件(裝置)。以鈉為工質，工作溫度在750K以上的熱管稱為高溫鈉熱管，鈉熱管經常應用在航天、民用工業和國防工業等領域。

鈉熱管在其應用過程中將遇到這樣的問題:即在起動過程中，由于鈉的蒸汽壓較低。鈉熱管很容易由于流體質量和速度的不斷增加，而在其加熱段出口流體流動速度達到聲速。在此情況下，流體流動所能攜帶的熱量達到極限，即熱管的聲速限。這時即使改變冷卻段的冷卻速率，鈉熱管所能傳遞的熱量也不會增加。以前，美國等一些國家的科學家對鈉熱管的聲速已進行了一些研究。

1965年，Cotter把蒸汽的軸向流動視為不可壓縮層流流動。且在一維情況下進行研究。

1968年，Levy EKZ對蒸汽模型進行了改進，把蒸汽流作為可壓縮的一維流動進行研究，給出　的結論是:利用干飽和理想氣體模型計算聲速限可以得到較為理想的結果。1971年Busse CACa除了考慮蒸汽流動參數的軸向變化以外，還考慮了它的徑向變化。Busse將蒸汽的狀態用干飽和理想氣體方程來描述;同時根據所研究熱管的加熱段比較短這一情況，假設加熱段的蒸汽是等溫的。

鈉熱管是指以液態金屬鈉作為工作介質的高溫熱管。液態金屬鈉具有許多優點，如在高溫下具有很好的穩定性，飽和蒸汽壓低，汽化潛熱高，導熱性好 。自1963年美國的Los-ATlOS科學實驗室的Grover和他的同事們　首次報道了鈉熱管成功地工作以來，鈉熱管的究與應用都取得了很大進展。在航天國防、新能源、核工業、冶金、化工、石油化工、水泥、陶瓷等工業中都有著許多重要的應用。隨著研究工作的深入，鈉熱管具有廣闊的應用前景本試驗主要是對一鈉熱管進行性能測試，研究其工程應用的可行性，為鈉熱管工程實際應用提供參考數。

我國研制成功氣控鈉熱管系統

日前，我國首套擁有自主知識產權的氣控鈉熱管系統在中國計量科學研究院研制成功，并通過國家質檢總局組織的專家鑒定。這標志著我國掌握了氣控鈉熱管研制的關鍵技術 。

氣控熱管技術主要應用在航天飛行器如太空空間站、航天飛機內邵溫度的準確控制，以及溫度計量領域高精度的溫度復現。氣控鈉熱管在600℃一1000℃能夠提供均勻、穩定的溫度環境，在溫度計量領域用來校準高溫鉑電阻溫度計和熱電偶、研究ITS-9n國際溫標的非唯一性和非一致性、以及絕熱量熱法復現ITS-9n國際溫標的銀、鋁凝固點，顯著提高固定點的復現水平。 僅有意大利、法國和加拿大開展了此方面研究。中國計量科學研究院于2nm年開展了氣控鈉熱管的研究，自主建立了我國首套擁有自主知識產權的氣控鈉熱管系統，氣控鈉熱管的研究也取得了突破性進展。

據課題負責人、中國計量科學研究院副研究員閏小克介紹，國際上通行的控制方案是“壓力控制與功率相結合”，而課題組提出“高精度壓力控制和溫度控制相結合”的新控制策略，實現了氣控鈉熱管高準確度的溫度復現，可顯著提高氣控鈉熱管溫度均勻性和穩定性技術指標。

在111250Pa動態控壓時，氣控鈉熱管溫度計阱內垂直溫度場均勻性及穩定性分別為±0.16mK和±0.21 mK，技術指標達到了國際領先水平。此前國際上公開發表的氣控鈉熱管溫度均勻性與穩定性的技術指標的最高水平，是意大利計量院的±0.5mK.利用氣控鈉熱管開展準絕熱法復現ITS-90國際溫標銀、鋁凝固點的前沿研究，可進一步提高我國ITS-90國際溫標的復現水平，保證溫度量值的國際等效性和國內溫度量值的準確傳遞。

中溫熱管簡介

利用封閉在管內的特定工質反復進行物理相變或化學反應來傳遞熱量的一種導熱性極好的傳熱器件 。中溫熱管換熱器內中溫段熱管一般選萘或N-甲基吡咯烷酮為其管內工質 。

中溫熱管分類

依工作溫度范圍的不同，熱管可以分成深冷、低溫、中溫和高溫等幾種：

(1) 深冷熱管： 工作溫度范圍為0～200K，工作介質可用純化學元素物質，如氦、氬、氮、氧等，或化合物，如乙烷、氟利昂等。

(2) 低溫熱管： 工作溫度范圍為200～550K，工作介質可用氟利昂、氨、酒精、丙酮、水及有機物。

(3) 中溫熱管： 工作溫度范圍為550～750K，工作介質有導熱姆、萘、水銀等。

(4) 高溫熱管： 工作溫度在750K以上，工作介質為鉀、鈉、鋰、鉛、銀等液態金屬 。

中溫熱管熱管壽命

影響熱管壽命的因素很多，但主要是熱管的不相容性。造成熱管不相容的主要形式有以下三個方面:產生不凝性氣體；工作液體性質惡化；管套材料的腐蝕、溶解。通過合理選擇熱管的管材、工作液體、吸液芯結構等可使熱管長期有效地服役于其工作溫度范圍,從而提高其使用壽命 。

中溫熱管工作原理

由于熱管是通過工作介質的相變吸熱和放熱來傳遞熱量，并可在管中充少量惰性氣體，通過壓力變化以調節冷凝段的傳熱面積，因此熱管具有以下特性；①高的傳熱能力；②高的等溫性；③具有變換熱流密度的能力；④具有恒溫特性 (可控熱管) 。

貼近管內 壁處裝有由多孔材料構成的毛細結構，稱為“吸液芯”，管中則充入少量液態工質(如水、普通制冷劑、液態金屬鈉、鋰等)。當其一端受熱而另一端被冷卻時，液態工質便在蒸發段中蒸發，產生的蒸汽經絕熱段流向另一端后，被冷凝成液體同時放出汽化潛熱，而凝結液通常可借毛 細作用重新滲回加熱端。如此循環不已，從而將熱量不斷地從加熱端傳至冷卻端。熱管兩端都發生物質的相變，相應的對流換熱熱阻均甚小，故在同樣大小溫度差下所傳遞 的熱量可比相同尺寸的銅棒大數十 至數千倍。熱管不僅構造簡單、重 量輕、無噪音、可變換熱流密度、充入適量惰性氣體后可自動控制溫度，而且管內不同截面上的溫度相差不大，有良好的等溫性，因而具有多方面的用途 。

中溫熱管研究歷史

熱管原理最早由美國人R.S.高格勒 (RichardSlechrist Gaugler) 于1942年提出。1964年美國科學家G.M.格羅弗 (George Maurice Grover)等獨立地提出并制造了類似的元件，取名為“熱管”，并首先用于航天飛行器。70年代為了將熱管技術用于地面工業，發展了不用毛細多孔材料而利用重力使液體從冷凝端流回蒸發端，從而簡化了結構，降低了成本。熱管中的毛細多孔材料除去，將蒸發段置于冷凝段的下方即成重力熱管或稱閉式兩相熱虹吸管 。熱管的概念是本世紀40年代提出的，60年代初制成了第1個實用熱管。由于它顯示出極高的導熱特性引起了普遍地重視，熱管問世不久便在電子、宇航等領域被用來冷卻電子元件、電機轉子等發熱元器件，并在回收余熱、預熱空氣、貯存能量和給水等節能領域得到廣泛應用。目前，熱管的理論日臻完善；它在許多方面的實際應用表明，熱管技術是很有發展前途的 。

我國70年代初開始制造熱管，并收到了較好的節能效果。隨著科學技術的不斷發展，這種高效傳熱的設備、器件必定在許多工藝過程中得到更廣泛的應用 。

國外最早的高溫熱管被應用于空間技術上。1970年美國RCA首次用100根高溫熱管排成一個寬65 cm，高108 cm的方陣，制成了一種空間輻射器，這種熱管輻射器可帶走50 kW熱量，能減輕因流星損傷而引起的載熱體的泄漏。后來高溫熱管開始逐漸向其他領域不斷滲透。

我國高溫熱管的應用研究始于1978年，中國科學院力學研究所首次成功地研制成功了外延爐等溫熱管，采用高溫鈉熱管作為等溫元件，用于半導體材料生產中的一種摻雜工藝，使這種管式爐的等溫精度從原來的± 0.1℃提高到±(0.02～ 0.03)℃，等溫性能獲得了很好的改進，爐子的使用壽命也明顯提高。

鈉燈低壓鈉燈

低壓鈉燈的工作蒸氣壓不超過幾個帕。低壓鈉燈的放電輻射集中在589.0納米和589.6納米的兩條雙D譜線上，它們非常接近人眼視覺曲線的最高值（555納米），故其發光效率極高，目前已達到200流每瓦（lm/W），成為各種電光源中發光效率最高的節能型光源。

低壓鈉燈是利用低壓鈉蒸氣放電發光的電光源，在它的玻璃外殼內涂以紅外線反射膜，是光衰較小和發光效率最高的電光源。低壓鈉燈發出的是單色黃光，用于對光色沒有要求的場所，但它的“透霧性”表現得非常出色，特別適合于高速公路、交通道路、市政道路、公園、庭院照明，能使人清晰地看到色差比較小的物體。低壓鈉燈也是替代高壓汞燈節約用電的一種高效燈種，應用場所也在不斷擴大。

低鈉燈sodium，lamp利用鈉蒸氣放電產生可見光的電光源。鈉燈又分低壓鈉燈和高壓鈉燈。低壓鈉燈的工作蒸氣壓不超過幾個帕。低壓鈉燈的放電輻射集中在589.0納米和589.6納米的兩條雙D譜線上， 它們非常接近人眼視覺曲線的最高值（555納米），故其發光效率極高，已達到200流每瓦（lm/W），成為各種電光源中發光效率最高的節能型光源。高壓鈉燈的工作蒸氣壓大于0.01兆帕高壓鈉燈是針對低壓鈉燈單色性太強，顯色性很差，放電管過長等缺點而研制的。

低壓鈉燈與常用光源相比，節電可達70%以上。由于低壓鈉燈的發光管密封在高真空并涂有紅外線反射膜的玻璃殼中，它的發光效率基本不受部環境溫度的影響，其輻射光譜純正、穩定、無雜散光，該波長光線透霧性強，再配上優質的多功能電子鎮流器，使低壓鈉燈更易于使用在各種電源條件下，尤其適合太陽能路燈、隧道照明及高原高寒等特殊環境地區使用。該種燈是發光效率最高的燈具。

低壓鈉燈，是利用低壓鈉蒸氣（工作蒸氣壓不超過幾個帕）放電產生可見光的電光源，發明于1930年。低壓鈉燈系統具有光效高，溫升低，重量輕，自身功耗小，功率因數大等特點，可以最大限度的提高低壓鈉燈的光效。低壓鈉燈輻射單色黃光，顯色性一般，適用于照度要求高但對顯色性無要求的照明場所，如高速公路、高架鐵路、公路、隧道、橋梁、港口、堤岸、貨場、建筑物標記以及各類建筑物安全防盜照明。由于黃色光透霧性強，該燈也適宜于多霧區域的照明。因此，太陽能低壓鈉燈系統是應用于太陽能照明領域的最佳選擇。

鈉燈高壓鈉燈

高壓鈉燈的工作蒸氣壓大于0.01兆帕。高壓鈉燈是針對低壓鈉燈單色性太強，顯色性很差，放電管過長等缺點而研制的。高壓鈉燈又分普通型（標準型），其發光效率為130lm/W，顯色指數Ra=25；改進型，其發光效率為75lm/W，顯色指數Ra=60；高顯色型，其發光效率為45～60lm/W，顯色指數Ra=80～85。產生的是黃光。

高壓鈉燈是由半透明的多晶氧化鋁（PCA）陶瓷電弧管，外泡殼，金屬支架，消氣劑和燈頭組成。電弧管為核心元件，內充汞，鈉和惰性氣體。放電時，內部的鈉蒸氣壓力為10-100kPa。

高壓鈉燈具有發光效率高，耗電少，壽命長，透霧強和不誘蟲等特點。主要有普通型，高顯色型，高光效型，低汞型，農用型等。鈉燈的長壽命，高光通，高光效，透霧性能佳等特性，常用于道路照明，泛光照明，廣場照明等。

高壓鈉燈使用時發出金白色光，具有發光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等優點。廣泛應用于道路、高速公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、街道交匯處、工礦企業、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色高壓鈉燈主要應用于體育館、展覽廳、娛樂場、百貨商店和賓館等場所照明。2100433B