热管：青藏铁路上的高科技，让冻土层不再融化！

如果你有机会乘坐青藏铁路，你一定会注意到，在铁路的两侧，插着一根根高达2米的金属棒，它们就像一支支笔直的火箭，准备随时升空。这些金属棒究竟是什么？为什么要在青藏铁路上使用它们？它们又有什么神奇的作用呢？

什么是热管？

这些金属棒的专业名称叫做**热管**，是一种能够快速传递热量的装置。它的原理是这样的：在一个封闭的管子里面，装满了一种沸点低、熔点低的液态物质，比如氨、甲醇等。当管子的一端受热时，液态物质就会变成气体，带走热量；当管子的另一端遇冷时，气体就会变回液体，释放热量。这样就形成了一个循环反复的过程，实现了热量的快速传递。

热管最早是在1960年代由美国人发明的，最初是用于航天器和卫星等高科技领域，后来逐渐被应用到各种需要散热或加热的场合，比如电脑、空调、制冷等。热管的优点是导热效率高、体积小、重量轻、结构简单、寿命长、可靠性高等。

为什么要在青藏铁路上使用热管？

青藏铁路是世界上海拔最高、路线最长的高原铁路，全长1956公里，其中有550公里穿越了连续多年冻土区。什么是多年冻土呢？就是指在地表以下一定深度内，土壤中含有冰，并且至少连续两年以上不融化的土层。多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。

多年冻土对铁路建设和运营带来了巨大的挑战。因为多年冻土的活动层会随着季节变化而反复冻融，导致土壤体积和强度发生变化。当土壤中的水分冻结成冰时，体积会膨胀；当土壤中的冰融化成水时，体积会收缩。这样就会造成地面不平整、路基不稳定、铁轨变形等问题。

为了解决这个难题，青藏铁路建设者创造性地提出了“主动降温、冷却路基、保护冻土”的新思路，并采用了热管新技术等措施。热管就是其中的一种主动降温措施，它的作用是将路基下面的多年冻土层中的热量，通过热管的循环传递，散发到地面的大气中，从而降低多年冻土层的温度，保持其冻结状态，避免其受到铁路运营的影响而融化。

热管有什么神奇的作用呢？

热管在青藏铁路上的应用，是一项世界性的创新和突破。它不仅有效地保护了多年冻土层，提高了铁路的安全性和稳定性，还节约了大量的建设成本和维护费用。据统计，青藏铁路上共使用了约1.5万根热管，每根热管可以散发出600W以上的热量，相当于一个 电吹风的功率。这些热量足以抵消铁路运营对多年冻土层的热干扰，使其温度保持在-5℃以下。

热管不仅能降温，还能调节温度。在夏季，当地面温度高于多年冻土层温度时，热管就会将地面的热量传递到多年冻土层中，使其温度升高，防止其过度冷却；在冬季，当地面温度低于多年冻土层温度时，热管就会将多年冻土层中的热量传递到地面上，使其温度降低，防止其过度加热。这样就能保持多年冻土层的温度稳定，在一定程度上缓解活动层的冻融变化。

热管还有一个特别的设计，就是它们都是倾斜插入路基两侧的。这样做的目的是使热管能深入铁轨正下方，保护铁轨下的路基。因为铁轨下的路基是最容易受到火车重压和摩擦而产生热量的地方，如果不及时散发出去，就会导致多年冻土层融化。而倾斜插入的热管，就能有效地将这些热量带走，保持路基的坚固。

热管是青藏铁路上一种非常重要和神奇的设备。它们利用了物理学中相变传热的原理，实现了主动降温、冷却路基、保护冻土的目标。它们不仅提高了青藏铁路的安全性和稳定性，还节约了大量的建设成本和维护费用。它们是青藏铁路建设者智慧和创新的结晶，也是我国科技进步和民族自豪感的象征。