熱虹吸效應

熱虹吸效應是利用加熱使液體部分汽化，形成汽液混合物，密度變小，利用密度差作為推動力來完成的過程。顧名思義以熱為動力產生的虹吸現象。虹吸式換熱器里液體被加熱後，體積膨脹，密度變小變輕，會上升，周圍冷的液體來補充，形成循環。利用氣相和液相的密度差做為推動力進行循環。

基本介紹

• 中文名：熱虹吸效應
• 外文名：Thermosyphon effect
• 套用：熱虹吸管、太陽能熱水器等
• 驅動力：高溫加熱
• 原理：使液態分子間產生引力與位能差

熱虹吸原理

虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差，使水上升後再流到低處。由於管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等,容器內的水面變成相同的高度,水就會停止流動。利用紅吸現象很快就可將容器內的水抽出。虹吸管是人類的一種古老發明，早再公元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管。
事實上，虹吸作用並不完全是由大氣壓力所產生的，在真空里也能產生虹吸現象。使液體向上升的力是液體間分子的內聚力。在發生虹吸現象時，由於管內往外流的液體比流入管子內的液體多，兩邊的重力不平衡，所以液體就會繼續沿一個方向流動。在液體流入管子裡，越往上壓力就越低。如果液體上升的管子很高，壓力會降低到使管內產生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成)，虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的。因為氣泡會使液體斷開，氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0，從而破壞了虹吸作用，因此管子一定要裝滿水。在正常的大氣壓下，虹吸管的作用比在真空時好，因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內部的壓力。

熱循環運動被稱為熱虹吸效應，集熱器和熱交換器之間的溫差越大，水體在兩者之間的循環流動的速度越快。

熱虹吸管換熱

熱虹吸管供暖系統是由鋁製散熱管（外管）和加熱管（內管）組成，內外管壁間密封抽真空後注入擴散液，實現供暖、製冷的劃時代綠色傳熱系統。當加熱管（內管）注入較高溫的熱水時，擴散液吸收加熱管周圍的熱量蒸發，並向放熱管的內壁迅速擴散，遇到管壁的瞬間冷卻凝縮放熱，凝縮後的擴散液在重力的作用下返回原處，再次被加熱，形成加熱→蒸發→凝縮放熱→再加熱····的循環往復，使周圍環境溫度迅速上升，從而實現供暖的目的。

同樣，當內管注入較低溫的冷水時，內管外壁特殊的擴散液吸收外管壁的熱量，迅速降低外管壁溫度，管壁周圍的溫度瞬間下降，這樣的循環往復使周圍環境溫度迅速下降，實現降溫的目的。外管與內管之間始終處於高真空狀態，並通過擴散液進行虹吸換熱，這樣的換熱管通稱為“熱虹吸管”。又因其材質採用換熱效率高，熱傳導率高的合金鋁材，也稱為“鋁質熱虹吸管”。

熱虹吸式再沸器

熱虹吸再沸器依靠塔釜內的液體靜壓頭核再沸器內兩相流的密度差產生推動力形成熱虹吸式運動。熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣—液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內的流動速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱係數，裝置緊湊，占地面積小
可以分為立式熱虹吸式再沸器和臥式熱虹吸式再沸器。一般立式熱虹吸式的管程走工藝液體，殼程走加熱蒸汽；臥式熱虹吸式再沸器的蒸發側不加限制，可以根據工藝要求，如蒸發量大小和是否容易結垢來選擇流徑。臥式熱虹吸式再沸器的安裝高度低於立式，其循環推動力較大，循環量也較大。

密閉系統套用

為了密封端面的潤滑和冷卻，雙端面和串聯密封需要隔離流體的循環系統。儘管壓力循環系統可以實現這一要求，但很不經濟。在這種情況下，利用一高置的虹吸容器，由熱轉換產生熱虹吸溫差而使隔離流體循環，從而潤滑和冷卻密封端面。

虹吸效應在密封系統套用中，密封腔與虹吸容器之間不可能有太大的溫差，密度差也很小，因此在連線管路中,應避免安裝節流元件。管路應儘可能減少彎曲，這有利於低密度流體的上升。由於溫差很小，其循環量必然也很小，因此在密封腔內設有泵送裝置是有效的，這也可提高虹吸容器的使用壽命。