重力式热管的基本工作原理如图表 1所示，典型的热管由管壳、外部扩展受热面、端盖组成，将管内抽成1.3×（10 -1 ～10 －4 ）Pa的负压后充入适量的工作液体,然后加以密封。

热管传热原理简图

当热管的蒸发段受热时热管内的工质蒸发汽化，蒸汽在微小压差下流向冷凝段放出热量凝结成液体，在重力的作用下流回蒸发段。如此循环不已，热量就由一端传到了另一端。热管的传热原理决定着热管有以基本特性：

a. 较大的传热能力，热管巧妙的组织了热阻较小的沸腾和凝结两种相变过程，使它的导热系数高达紫铜导热系数的数倍以至数千倍。

b. 优良的等温性，热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽由蒸发段流向冷凝段的压力差很小，因而热管具有优良的等温性。

c.不需要输送泵以及密封润滑不见，结构简单无运动部件和噪音。一根长0.6m直径13mm重0.34kg热管在100℃工作温度下，输送200W能量，其温降0.5℃,而输送同等能量同样长的实心铜棒重量为22.7kg,温差高达70℃。

由热管组成的热管换热器具有以下优点：

a. 热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏，也只是单根热管失效，而不会发生冷热流体的掺杂。所以热管换热器用于易然、易爆、腐蚀等流体的换热场合具有很高的可靠性。

b. 热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的完全逆流换热；同时冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，且两侧受热面均可采用扩展受热面。用于品位较低的热能的回收非常经济。

c. 对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过热管结构尺寸，扩展受热面形式，以解决换热器的磨损堵灰问题。

d.热管换热器用于带有腐蚀性的烟气的余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。

热管换热器及净化装置图