丝网热管换热性能的实验研究

为研究纳米流体工质的丝网热管的换热性能,制作了简单的丝网热管传热性能测试装置.实验采用SiO2纳米流体为工质,对在不同的充液率、浓度、热管倾角以及不同纳米颗粒粒径情况下丝网热管的热阻进行了研究.研究表明:丝网热管在充液率为60%、质量分数为1%、倾角为30°以及纳米粒径为30 nm时,换热性能处于最佳.研究结果为SiO2纳米流体工质在热管散热器中的运用提供理论依据.     

小型平板热管的传热特性

以丙酮、乙醇和水为工质,对小型平板热管在充液率为20%~90%的传热性能进行了实验研究。测量了热管蒸发段和冷凝段管壁、加热和冷却风道进、出口截面等处的温度分布,计算了传热量和传热系数。根据实验结果总结出了工质、充液量和热流密度对热管传热系数的影响。得出该平板热管以乙醇为工质的传热性能最好,传热极限qmax为16~17 kW/m2,最佳充液率为50%,并给出平均传热系数综合关联式。实验结果可供工程设计参考。     

草酸铜对吸液芯及微热管传热性能的影响（研究生论坛）

热管是一种高效的电子设备传热元件。与纯金属相比,热管具有非常好的传热性能,而其吸液芯结构是决定其传热性能的关键。本研究在增大吸液芯孔隙率的同时不引入杂质并且不破坏吸液芯结构,以草酸铜作为造孔剂,研究了草酸铜的添加量对不同形状铜粉烧结过程中吸液芯的孔隙率与渗透率的影响,并研究了添加量与微热管的最大传热功率和温差的关系。实验结果表明：随着草酸铜含量的增加,吸液芯孔隙率增大,其最大传热功率及温差也变大;当添加草酸铜的含量相同时,不规则铜粉烧结热管的最大传热功率高于球形铜粉烧结热管,但其均温性与球形铜粉烧结热管相比较差;本文通过优化工质含量,研究出充液率与最大传热功率及温差的关系。当充液率在80%时,既能达到热管最大传热功率,温差也较低,是最佳的充液状态。     

关于低温余热回收装置热管的研究与运用

热管是一种高效的传热设备,在节能、新能源的开发及利用等方面获得了日益广泛的应用.热管内工质的流动属有限空间的汽液两相流,流动极其复杂,是国内外比较关注的前沿学科,理论基础尚不完善,目前也只是通过高精的测试仪器采集数据分析结果,还无法从物理模型中得到统一的数学模型,所以仅用数值模拟的方法,所得到的结果很难具有一定的说服力.本文通过透明的玻璃热管可视化实验探索热管内部汽液两相流的流动特征、换热机理和启动时间,归纳出热管工质,充注率因素对热管传热性能的影响,研究发现采用低相变工质和30%~35%充液率更能节能,并运用于生产实际.     

草酸铜对吸液芯及微热管传热性能的影响

热管是一种高效的电子设备传热元件。与纯金属相比,热管具有非常好的传热性能,而其吸液芯结构是决定其传热性能的关键。为了在增大吸液芯孔隙率的同时不引入杂质并且不破坏吸液芯结构,以草酸铜作为造孔剂,研究草酸铜的添加量对不同形状铜粉烧结过程中吸液芯的孔隙率与渗透率的影响,以及添加量与微热管的最大传热功率和温差的关系。实验结果表明:随着草酸铜含量的增加,吸液芯孔隙率增大,其最大传热功率及温差也变大;当添加草酸铜的含量相同时,不规则铜粉烧结热管的最大传热功率高于球形铜粉烧结热管,但其均温性与球形铜粉烧结热管相比较差;通过优化工质含量,得到了充液率与最大传热功率及温差的关系;当充液率在80%时,既能达到热管最大传热功率,温差也较低,是最佳的充液状态。     

重力热管换热特性数值模拟

基于计算流体力学软件(CFD)建立重力热管(TPCT)数值模型,将数值结果与实验进行对比,进而探讨加热功率和充液率对重力热管传热性能的影响.将已发展的传热传质关系式转化为相应控制方程源项,通过自定义函数(UDF)实现重力热管内部相变过程中的传热传质过程,试图建立一个包含两相流与相变过程的重力热管CFD模型.结果表明:通过CFD数值方法可较好地模拟重力热管内部复杂的流动与传热过程;在加热功率为12~60 W内,重力热管的等效对流换热系数随加热功率增大而增大;在充液率为30%~60%范围内,重力热管的等效对流传热系数均随充液率增加而减小,当充液率为30%时,重力热管换热性能较好.     

进口空气状态参数对带热管回热制冷除湿系统性能的影响

本文进行了热管除湿系统的除湿性能实验研究,控制入口空气状态即空气干球温度、相对湿度和空气流量3个关键因素下进行除湿量测试,得到了热管除湿机单位功率除湿量随进口空气干球温度、相对湿度增加而增加,随着空气流量的增加,单位功率除湿量有最大值的试验结果.实验研究了热管充液率为0%、15%和30%工况下的热管除湿性能,发现热管充液率为0%、15%时的除湿量比充液率为30%时高36%~42%.     

重力型热管散热器传热特性的实验研究

孙志坚，王立新，王岩，吴存真，岑可法选择水作为工质，通过确定蒸发段和冷凝段的结构尺寸，设计研制了电子器件重力型热管散热器，建立了其传热性能测试实验平台，测试了在不同散热功率、进口风温和进口风速下热源表面的温度，比较并分析了测试结果.研究表明,重力型热管散热器具有良好的散热性能，可满足较高热流密度电子器件的冷却要求.性能测试台是改进散热器设计的重要手段，测试系统风速、风温及散热功率稳定，能达到设计时所要求的精度，为进一步研究重力型热管散热器的传热性能提供了实验基础.     

热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

大功率LED冷却用平板热管散热器的实验研究

对一种新型平板热管散热器冷却大功率LED芯片阵列进行实验研究。在自然对流冷却条件下,分析了平板热管散热器的启动特性、均温特性以及通电电流、倾角对其传热性能的影响。利用热电转换方法得到LED芯片的结温变化。实验结果表明:平板热管散热器的总热阻在0.3053～0.3425℃/W间,且散热器整体温度分布均匀合理,具有很强的散热能力;LED结温在47.9～59.0℃间,远低于110℃。     

两相流动力型热管系统的性能研究

为了研究泵源动力型分离式热管系统在高效节能技术方面的应用情况,分别以R410a,R22和R134a为循环工质对泵源动力型分离式热管系统在不同充液率下的性能进行了实验研究。研究结果表明,溶液泵能提高换热器的换热面积利用率,且在相同驱动温差下,系统具有较大的最佳充液率范围,即51%~60%。43%~57%,43%~55%,在此范围内,管壁温度分布较为均匀,系统换热能力较强,换热能量变化较小。超出此范围后,系统性能与充液率呈S型衰减关系;与普通重力型热管相比,泵源动力型分离式热管具有更高的换热能力。该系统为隔离式低温换热器及基站用泵源型热管空调机组的研究提供了理论基础。     

新型平板热管换热器热回收特性实验研究

针对普通住宅日常通风换气的特点设计出一台小型平板热管通风换热器,在不同风量(60、90、120、150m3/h)和室内外温差(室外新风温度为27～40℃,室内排风温度控制在24℃)的条件下,针对夏季工况,进行了热管换热器的真空度对其热回收效率影响的实验研究.实验结果表明,该热管换热器热回收效率较高,最高热回收效率接近60%;在风量较高的情况下,真空度对其热回收效率影响很小.     

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58益的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明：平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80益,取热流体温度为20益的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.     

空气源热泵建模与单级蓄热器仿真选型

针对空气源热泵工作时能效比会随着气温下降而明显降低的问题,在空气源热泵上增加了一级蓄热装置。在MATLAB下对单级蓄热器空气源热泵进行仿真,结果表明增加蓄热装置可以平衡空气源热泵的能效比。以太原最冷月统计24 h平均温度为前提,模拟蓄热器在不同质量的蓄热材料、不同长度的蓄热管和放热管下的不同表现。仿真结果表明,最优换热材料质量为170 kg,蓄热管为30 m,放热管为8 m。     

微小矩形多槽道平板热管的传热性能

开发了一种微小矩形多槽道平板热管,并阐述了此种热管的结构、原理,推导出了其理论毛细极限。通过实验分析了工作温度、充液率、不同工作介质和倾角等因素对该热管传热性能的影响,得到冷凝段及蒸发段表面传热系数的实验关联式,可用于指导工程设计。研究表明,微小矩形多槽道平板热管具有高传热特性,在电子器件冷却等方面有良好的应用前景。     

Thermal design of a novel heat sink cooled by natural convection with phase transition in the series loop

In this paper, a novel heat sink, cooled by natural convection, with phase transition in the circulation loop was designed, and the heat sink was applied on averaging temperature and cooling the electronic equipment. The working fluid in the heat sink was driven by the capillary pump. Numerical simulations were performed, to study the heat transfer performance of two systems with various heating power, filling ratios and refrigerants. The influences of above elements on temperature uniformity of two systems were also studied and the thermal performances of two systems were compared. The volume of fluid (VOF) model was utilized to simulate fluid motion in ANSYS FLUENT. The simulation results indicate that the temperature differences of the system comprising two substrates (system 1) are very small under suitable filling ratio conditions, and the thermal performance of system 1 is preferable to the system comprising one substrate (system 2) at the same volume. Besides, the simulation results also show that the system using R245fa possesses excellent temperature uniformity for the same filling ratio and heating power. Finally, the experiments were investigated and the experimental results proved the correctness of the theoretical model.     

热管换热器在空调排风热回收中的应用

总结了目前用于空调系统排风热回收的热管换热器类型. 通过一些仿真模拟及实际案例,分析了影响热管换热器热回收效率的重要因素,包括热管工质的选择、管芯结构、热管尺寸及放置角度、工质充液率等内因,以及新回风进风温度、风量比、迎面风速等外部因素.     

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响. 结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求. 由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66 ℃和59.45 ℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求. 蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象. 结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.