单回路紫铜_水脉动热管传热性能的实验研究

实验研究了单回路紫铜—水脉动热管在水冷方式和定传热功率时,冷却水流量、倾角、管径和充液率4种因素对热管传热性能,包括管壁测点温度、冷热段均温、传热温差、传热热阻和温度振幅的影响规律,得到提高传热性能的一些措施。结果显示:水平放置的单回路脉动热管无法启动;30°以上倾角管内可产生振荡,增加倾角可降低传热热阻;定加热功率下,冷却水流量存在最佳值,过大和过小都会增加传热热阻;在脉动热管允许管径范围内,增加管径可大大降低传热热阻;相同传热功率时,30%充液率热管的传热热阻明显低于70%充液率管;小而均匀的壁温振荡比大幅锯齿状振荡时的传热性能好。     

重力热管平板集热器的热性能研究

本文在热管平板集热器传热分析的基础上,对铝-丙酮和铝-氨重力热管(无芯网或槽道的光管)在太阳能平板集热器的热流密度下的传热特性进行了实验研究,发现热管工质的最佳充装量约为25％左右。实验表明,在低热流密度条件下,热管蒸发段的换热系数较低,集热器系统的设计又不允许热管有过长的冷凝段,使热管对载热质的总传热系数略低于常规平板集热器流道中的对流换热系数。故热管集热器的效率因子将略低于同类型常规集热器。实验结果还指出,热管集热器的热容小,起动快,它的全日效率略高于常规集热器。重力热管集热器系统能防冻、防腐,其热性能优于双回路系统,有进一步研制的价值。     

脉动热管水平及小倾角条件下的传热性能

为了研究脉动热管放置方式对其传热性能的影响,以超纯水作为工质,对水平及倾角为30°放置的脉动热管的传热性能进行研究,用壁面温度振荡性能和传热热阻来描述其传热能力。在不同的放置条件下,着重分析不同加热功率和充液率(35%,50%,70%)对其传热性能的影响。研究表明：水平放置时,充液率为35%和50%时脉动热管不能启动,充液率70%时可以启动运行;脉动热管在运行时存在临界热量输入值,倾角为30°时,临界值为60 W,但水平放置条件下临界值为90 W;水平放置下的脉动热管传热热阻在不同加热功率下,显著高于倾角为30°的情况;倾角为30°,充液率为35%时的脉动热管适合在低加热功率范围运行,此时传热热阻要低于充液率为50%的情况,但传热范围很窄,传热极限低;30°倾角时,与充液率35%和50%相比,高充液率70%的脉动热管整体传热性能最优。     

不同充液率和加热功率下乙烷脉动热管传热性能研究

通过实验研究了在充液率为30%～70%,加热功率为10～60 W的工况下乙烷脉动热管的传热性能。结果表明:随着加热功率的增加,冷凝段和蒸发段的温度波动依次经历了低幅低频、低幅高频、高幅高频和高幅低频的振荡模式;在中低加热功率下,蒸发段和冷凝段的温度振荡波形相位角相差180°,而当高加热功率时,蒸发段和冷凝段的温度变化是同步的;在不同的加热功率下,脉动热管均在50%充液率时达到最佳传热性能;脉动热管的传热性能随加热功率的增大先增强后减弱,其存在最佳加热功率使得脉动热管的换热效率最高。     

热管式真空太阳能集热管及其应用

热管式真空太阳能集热管(简称热管式真空管或热管真空管),是金属吸热体太阳能真空集热管的一种,具备了全玻璃真空管良好的集热和保温性能,以及平板式集热器金属的良好导热性和机械强度。它以热管作为核心传热原件,具有其他类型的太阳能集热产品不可替代的优势。热管真空     

热管真空管集热器及太阳能热水系统

热管真空管集热器是继闷晒式、平板式、全玻璃真空管集热器后的第四代太阳能集热产品．在太阳能领域得到了广泛的应用。分析了热管真空管的原理、结构及传热特性;以国外产品为例,论述了热管真空管集热器的特点及工作性能;对直流式热管真空管热水系统和典型的间接式供热供暖及泳池热水系统进行了分析。     

新型无水箱相变蓄热式太阳能集热器及热性能研究

设计了一种新型无水箱相变蓄热式太阳能集热器,其主要由太阳能真空集热管、相变储热球、电加热棒和换热管道组成。实验以复合三水醋酸钠为相变材料,进行无水箱相变蓄热式太阳能集热器的热性能研究,结果表明:在总容积为34 L的集热管组中添加20%的相变储热球后,管内单位容积蓄热量增加,总蓄热量达8.2 MJ;放热过程高温段延长,放热量增加1.98 MJ,有效放热率为0.81;经夜间保温测试,集热管组温降率为1.4℃/h。     

专利信息

新型热管式真空集热管本实用新型为一种新型热管式真空集热管，它由抽真空的双层玻璃管，管内的似圆柱状铜片或铝片圆，以及包裹的灌装有介质的两端封闭的铜管组成。其特征是：抽真空的双层玻璃管均为透明玻璃，铝片或铜片的表面敷有选择性吸收膜。铝片或铜片圆形状可以是闭环状，也可以是开口状。铝片或铜片圆与包裹的铜管之间焊有条状焊缝。本专利成本低，具有良好的传热效率，是现有热管式真空集热管的更新换代产品。（专利权人杨州市华扬太阳能热水器有限公司授权公告号CN２４３０６５５Y）两用太阳集热器本实用新型为一种两用太阳能…     

纳米悬浮液热虹吸管的传热性能试验研究

在相同的试验条件下,对比研究了纳米CuO-去离子水(DW)悬浮液重力热管与普通DW重力热管的启动性和等温性,研究了纳米工质热管的充液率和颗粒浓度对热管工作特性的影响,对纳米工质热管的强化传热机理进行了初步探讨。研究表明:纳米工质热管比普通热管启动快;纳米工质热管蒸发段外壁温的高低与充液率、纳米浓度和加热条件有关;纳米颗粒浓度和充液率对热管的传热性能影响较大,且存在最佳浓度(本研究为5%)和最佳充液率(本研究为44.3%);高浓度纳米工质热管比普通DW重力热管易于达到传热极限;试验中纳米悬浮液重力热管的传热强化率为16.19%～146.27%。     

改进型微热管平板太阳能空气集热器性能分析

近年来,以空气作为换热介质的太阳能集热器越来越受到重视。本文以微热管阵列为核心传热元件,设计并搭建了改进型微热管平板太阳能空气集热器性能测试系统。通过实验研究了不同空气流量和不同进口温度对集热器集热性能的影响,获得相应参量对集热器的出口空气温度、集热效率和微热管阵列蒸发段温度的影响特性,分析对比了改进前后集热器的集热性能,得到了集热器效率的归一化曲线。实验结果表明,改进型微热管平板太阳能空气集热器在夏季240 m³/h空气流量时集热性能最佳,改进后的集热器相比原集热器在夏季的平均集热效率最高同比提升13.8%;在240 m³/h风量下的平均集热效率最高达到了74%,对应集热器的压降为9.2 Pa。     

磁纳米流体热管太阳能集热装置换热性能试验

设计了一套换热系统试验台,分别把磁纳米流体和水作为热管的工质,对玻璃真空管内插热管式太阳能集热器进行对比试验,分析两种集热器处于不同倾角、不同天气条件、不同总辐射量下的光热转换瞬时效率及日平均效率。此外,比较了玻璃真空集热器和热管内插式集热器的平均热损失系数。研究表明:内插热管式集热器的平均热损失系数约为全玻璃真空管集热器的2.32%,远小于全玻璃真空集热管,且工质为纳米流体的热管式玻璃真空管太阳能集热器的热损失系数比水工质热管真空集热管更低,其瞬时效率及日平均效率更高,运行更加高效、安全、稳定。     

热管在太阳能热利用技术中的应用

作为一种高效传热元件，热管具有优良的特性，在许多领域已得到了广泛的应用。文章论述了热管技术在太阳集热器、太阳真空集热管以及其它太阳能热利用方面的应用和发展。     

加热温度对钠钾合金热管启动和传热性能影响

实验研究加热温度分别为300、500、550、600及650℃时,钠钾合金热管(NaK-55)的启动特性和传热性能。实验采用循环冷却水冷却热管冷凝段,并通过冷却水进出口温度计算钠钾合金热管的传热量和传热系数。实验结果表明:在300～550℃的加热温度范围内热管无法完全启动,此时热管的传热量和传热系数很低;在600和650℃的加热温度下热管完全启动并且达到传热平衡,热管传热量和传热系数大幅提高。     

开放式热管中温太阳能空气集热装置的试验研究

设计一种使用简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)集热板和新型开放式热管组合的全真空玻璃集热管中温太阳能空气集热装置。每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个铜管和外部的一个蒸汽包连接构成一个开放式热管结构。蒸汽包内安装螺旋换热管加热通过换热管的流动空气工质。分别使用水和CuO纳米流体作为热管工质,以空气作为集热工质,对热管式中温空气集热器的传热特性进行了实验研究。分析了不同工作压力、不同工质及纳米流体质量分数对热管集热传热特性的影响,详细比较了热管水工质和纳米流体工质在集热传热性能上的优劣。试验结果表明:本系统只使用2根玻璃集热管构成集热器,空气最大出口温度在夏天可达到200℃,在冬天可接近160℃,系统平均集热效率达到0.4以上,整个系统表现了良好的中温集热特性。以纳米流体为工质的热管热阻比以水为工质时平均降低了20%左右     

氧化石墨烯脉动热管传热性能实验研究

通过实验研究以氧化石墨烯分散液为工质的脉动热管的传热性能。实验采用1mg/m L的氧化石墨烯分散液,所得结果与以去离子水为工质的脉动热管传热性能进行比较发现:氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,但是和脉动热管的加热功率密切相关。在加热功率低于20 W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱;当加热功率在30~60 W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较强,在3.71%~11.33%之间,且强化作用随加热功率的增大呈逐渐增强趋势;但随着功率继续增大,氧化石墨烯的强化作用逐渐减弱,当加热功率达到80 W后,热管传热性能减弱,原因可能是氧化石墨烯颗粒出现了沉降现象。     

脉动热管运行可视化及传热与流动特性的实验研究

对脉动热管的运行进行了可视化实验 ,在不同的充灌率、倾角、截面形状、加热量条件下对脉动热管的运行进行了测试 ,实验结果表明 :脉动热管是一种十分有效的散热技术 ;脉动热管存在传热极限 ;在最佳充灌率 (5 0 % )和最佳倾角 (5 0°)下运行的脉动热管传热极限最高 ,高热流密度下的传热热阻最低 ;当热流密度较小时 ,三角形通道的脉动热管要优于正方形通道的脉动热管 ,但当热流密度较大时 ,通道形状对热阻和单位截面传热极限影响不大 ;通道大小对热管的热性能影响很小     

脉动热管不同热负荷下管内流型及传热特性分析

为更准确反映脉动热管内流体不同流态对其传热性能的影响,文中将管内气液两相流动模型引入了两气塞-液塞传热单元模型,并基于改善后的模型对脉动热管整体振荡特性和传热特性进行了分析。结果表明,改善后的模型可以更好好地反映不同热负荷条件下热管传热性能变化,与实验研究结果十分吻合。进一步分析显示,低负荷下脉动热管振荡频率较低,振幅更大,蒸发温度也较低,高负荷则反之。不同流态下脉动热管的蒸发传热系数有明显差异,所带来的热阻差异也十分明显。热管半径越小,流体越早从弹状流转入环形流,而传热单元数对流型变化影响很小。     

蓄热水箱的热分层研究进展

太阳能热水系统中蓄热水箱热分层的研究,已经成为目前提高太阳能集热器效率和太阳能保证效率的重要方向,良好的热分层一方面可以降低进入集热器的温度,减少传热损失,提高集热器效率;另一方面可以提高水箱内可被利用的高温水量,减少辅助加热量,从而提高整个太阳能热水系统的性能。综合国内外文献,总结了蓄热水箱热分层现象,热分层的数学模型以及影响因素,并展望了热分层蓄热水箱的研究趋势。     

集中供热热管太阳能集热系统

在原有平板集热器的基础上研制了一种与建筑结合的太阳能集中供热热管系统，并对策略热管的传热机理进行了分析，提出正常工况下该热管的集总参数模型，给出了热管的倾角范围。文中给出了该集热系统的理论预测和实验结果对比。热管太阳能集热器的理论模型以Duffie 和Beckman理论（1980）为基础，修改后用于能量传输。该文还给出了该集热器和传统的太阳能集热器的对比试验结果。热管太阳能集热器的瞬时效率在早上低于传统的太阳能集热器的，而当热管达到工作温度时，前者高于后者。     

乙醇_水双工质脉动热管传热性能实验研究

通过对乙醇-水双工质脉动热管在风冷条件下进行的实验研究,探讨了加热功率、体积配比和充液率对热管振荡和传热性能的影响。结果显示,在实验条件下,功率小于100 W时,充液率、体积配比和加热功率对热管传热性能的影响较明显;中高功率时热管稳定性与热管中液态水体积份额有关,且随水份额增大热阻降低。而水份额低于21%时,热管稳定性较差,且水的份额越小,不稳定出现时的功率越低。50%~70%充液率热管的传热性能要优于30%充液率的热管,体积配比相当的热管振荡特性和传热性能相对较差。