常用微型热管的特性比较

常用的微型热管主要有脉动热管、微槽平板热管和环路热管.当前对脉动热管的研究主要通过实验观察,实验数据不足,尚不能完全明确脉动热管的运行和传热的机理.对微槽平板热管的传热传质机理仍缺少深入而准确的了解,也未建立起工作极限参数,缺少可靠的计算与设计方法.环路热管是一种采用两相流技术的新型传热装置,经过近30年的发展,技术已趋成熟.     

非规则截面散热板内嵌热管的传热能力分析

对一种空间实验装置中电子箱热控制系统的关键热控元件——散热板内嵌热管的传热能力进行了热分析计算.采用热容热阻网络法,建立了非规则截面槽道热管的传热模型,在传热网络分析的基础上,以热管No.21和热管No.22为例,选取空间实验装置在最热工况下稳定运行和最冷工况下从启动到稳定运行两种实验边界条件,计算了热管的传热能力,并与西班牙IberEspacio热管公司提供的传热极限数据进行了比较.结果表明,全部内嵌热管都能在传热极限范围内可靠运行,其中最热工况和最冷工况下热管的最大传热能力分别为工作温度41.7℃时的74.9W·m和-9.3℃时的69.6W·m.     

环状分离式萘热管加热段内部传热的实验研究

以新型热管反应器为背景,本试验采用了环状分离式热管组件为实验对象,通过观测组件在实验热流密度范围内的启动运行特性,论证了环形热管的结构的可行性和合理性。由于环形热管的管隙传热,即所谓内部传热,内部传热有其自身特点,也是开发应用这一传热技术的难点,其中加热的内部传热不仅关系到换热热阻的数值,而且关系到整个热管的运行状况,显得尤为重要,显然对环形热管吸热的加热段内部传热的实验研究具有重要的工程应用和学术研究价值。     

无吸液芯偏心径向热管传热性能实验

对无吸液芯偏心径向热管进行了实验研究,在不同加热热流密度、充液率和工作温度下测量了偏心径向热管换热性能.结合偏心径向热管内特殊的结构和热管换热机理,分析了偏心径向热管换热特性产生的原因.最后采用多元线性回归方法分析了径向热管的当量内热阻关系式,为工程设计和应用提供了依据.     

非规则截面散热板内嵌热管的传热能力分析

对一种空间实验装置中电子箱热控制系统的关键热控元件——散热板内嵌热管的传热能力进行了热分析计算．采用热容热阻网络法,建立了非规则截面槽道热管的传热模型,在传热网络分析的基础上,以热管No．21和热管No．22为例,选取空间实验装置在最热工况下稳定运行和最冷工况下从启动到稳定运行两种实验边界条件,计算了热管的传热能力,并与西班牙IberEspacio热管公司提供的传热极限数据进行了比较．结果表明,全部内嵌热管都能在传热极限范围内可靠运行,其中最热工况和最冷工况下热管的最大传热能力分别为工作温度41．7℃时的74．9W·m和-9．3℃时的69．6W·m．     

分离式热管的传热极限

应用热管理论和自然循环流体动力学理论,对分离式热管内的传热极限作了分析,指出了分离式热管的传热极限与传热过程中的热流密度和热管内的充液量有关,在高热流密度传热和充液量偏多或偏少的情况下,会存在以下几种传热极限：１．蒸发段的干涸传热极限;２．蒸发段的沸腾传热极限;３．冷凝段的凝结传热极限;４．循环回路的流动传热极限。     

重力热管内小热流密度冷凝换热研究

本文着重研究热流密度ｑ＜９０００Ｗ／ｍ２的传热工况下重力热管内冷凝段的换热。通过实验确定了不同倾角、不同工质充液比及不同热流密度对热管传热性能的影响，并得到无因次量实验关联式     

PV-SAHP/HP复合系统不同运行模式下系统性能的实验研究

为拓展太阳能的利用方式,减少能源消耗,将光伏-太阳能热泵与热管进行有机结合,提出了光伏-太阳能热泵/热管复合系统的思想;设计并搭建了光伏-太阳能热泵/热管复合系统实验测试平台,对热管单独运行和热泵单独运行模式下系统的性能进行了实验研究.结果表明,在热管单独运行模式下,系统的日平均光热效率低于普通的PV/T系统;而热泵单独运行模式下,系统具有较高的日平均光热效率及热泵的性能系数.     

层流脉动流动对流换热数值分析

为了改进换热器设计方法及提高设备换热效率,通过建立恒定热流密度加热的圆管内层流脉动流动数学模型,对流量脉动条件下的流动与传热特性进行了数值分析.研究结果表明,脉动流动时速度与压降发生同周期的变化,但两者之间存在相位差,随着脉动频率增加,相位差逐步趋近于π/2;脉动速度的径向分布在一定频率范围内出现环状效应,频率越大速度脉动幅值越小,但环状效应越明显;温度脉动幅度随脉动频率、普朗特数增加而减小,随速度脉动幅度增加而增加.     

动力型两相平行流热管充注量及启停特性研究

为研究动力型两相流平行管式热管的充注量对传热性能的影响及该热管的启停特性,本文搭建了热管空调实验台,分别在不同的充注量下对热管运行特性进行检测,并运用热成像仪对系统进行红外观测,在不同情况下,对热管系统进行多次启动和停止实验。实验结果表明,热管系统充注量在6.6~7.5kg时,即该热管系统总容量的55%~62.5%时,系统可以以两相流的形式稳定运行,而热管系统启动后,在很短的时间内会达到稳定状态,当溶液泵开启后,热管的换热量逐渐增加,大约在3min后达到稳定状态,且保持下去;当溶液泵停止后,仍然具有自运行特性,而蒸发器内的热管工质继续发生相变换热,换热能力逐渐减小,此过程大约持续6min。该热管可以应用于空调的冷量及其他余热的回收,具有高效节能特性。该研究可以有效地指导该类热管在空调中的节能效应。     

热管冷板常温与高低温性能试验研究

为了研究热管冷板在机载条件下的传热性能与环境适应性,针对不同类型及同类型不同配置方式的9种热管冷板,搭建了常温与高低温试验台,对不同热管冷板的常温传热性能与高低温启动性能及稳态性能进行试验研究. 结果表明: 常温试验中,双U形普通铜水热管冷板的传热性能最佳,均温板次之; 高低温试验中,双U形普通铜水热管冷板的启动时间与稳态温度均低于微热管阵列冷板,但受环境温度影响最大,带毛细结构微热管阵列冷板的启动时间与稳态温度均低于不带毛细结构微热管阵列冷板,且受环境温度影响最小. 研究结论可为机载电子设备冷却热管冷板的选择与设计提供依据.     

Application of high temperature heat pipe in hypersonic vehicles thermal protection

In order to develop further the application of high temperature heat pipe in hypersonic vehicles thermal protection,the principles and characteristics of high temperature heat pipe used in hypersonic vehicles thermal protection were introduced.The methods of numerical simulation,theory analysis and experiment research were utilized to analyze the frozen start-up and steady state characteristic of the heat pipe as well as the machining improvement for fabricating irregularly shaped heat pipe which is suitabl...     

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.     

土壤源热泵夏季运行特性的实验研究

开展夏季制冷工况土壤源热泵运行特性的实验研究,采用改变埋管换热器流量及运行时间的方法,对地下埋管换热器的特性及其周围温度场变化规律、该系统循环性能的实验结果进行了总结和分析.获取了不同运行条件下该系统排热量和吸热量的实验结果,总结出了本地区土壤源热泵系统的一般运行规律.     

工质对180～230 K低温环路热管工作特性的影响

摘 要：低温环路热管（Loop heat pipe, LHP）是一种高效的两相传热装置,常被用在航天热控系统中。为探究用于空间探测项目中180～230 K环路热管的合适工质,采用乙烯、乙烷和丙烯为工质对LHP在不同热沉温度下的启动特性、工作温度对热负荷增大的响应变化及稳态传热热阻进行了实验研究。实验和分析结果表明启动前蒸发器和补偿器温度低于工质临界温度至少10 K时,LHP均能以5 W的热负荷成功启动。启动前蒸发器温度相近时,乙烷LHP和丙烯LHP的启动温升均在2 K以内,乙烷LHP启动时间短于丙烯LHP,工质汽化潜热和液体粘度差异是造成LHP启动时间差异的重要因素。工质对LHP工作温度随热负荷增大的响应影响不明显：蒸发器温度均随热负荷的增加而先减小后增大,最低工作温度出现于20～30 W,LHP达到稳定状态的时间随热负荷增大而缩短。工质能明显的影响LHP的稳态传热热阻,工质在外环路的压降是其影响LHP稳态传热热阻的重要因素,而工质的气相压降占外环路总压降的绝大部分：小的气相压降对应小的稳态传热热阻,同热负荷下的乙烯LHP气相压降小于乙烷LHP和丙烯LHP,且气相压降均随温度升高而减小,对应的乙烯LHP稳态传热热阻小于乙烷LHP和丙烯LHP,且传热热阻都随温度升高而减小,实验得到的LHP最小稳态传热热阻达到0.21 K / W。     

脉动流技术在管壳式换热器振动分析中的应用

为了避免脉动流技术产生的流体诱导振动造成换热器管的强度、刚度过大而导致结构失效,采用了有限元分析方法.建立换热器的流固耦合模型,施加有脉动流和无脉动流两种不同工况下的边界条件和荷载条件,从模态振型和动态响应等方面分析了两种工况下流体诱导振动对换热器管的影响.提取换热器管中间位置点和端部位置点的模态振型和动态响应曲线图,对两种工况下的计算结果曲线图进行了分析对比,结果表明：有无脉动流对管壳式换热器管的结构固有频率的影响不大;无脉动流作用时,换热管中间位置易发生刚度失效,端部位置易发生强度失效;有脉动流作用时,换热管中间位置的位移和端部所受的应力随时间呈周期性变化,可通过改变脉动流激励函数的系数来避免换热管发生振动失效.对脉动流技术安全地应用于换热器设备提供了一定的技术参考.     

波纹管内层流脉动传热和阻力特性的数值研究

为探讨波纹管和脉动流同时使用能否实现复合强化传热的效果,利用计算流体力学软件Fluent数值模拟了波纹管在管内流体发生周期性速度变化条件下的传热和阻力特性．模拟的边界条件为：管壁温度293K;管内工质为水,入口温度333K,平均流速0．02m／s,脉动频率厂分别取2、4、5、8、10Hz,振幅A分别取0．2、0．4、0．6、0．8、1;出口压力为0．通过分析传热强化系数、沿程阻力增强系数、效应评价准则数,结果显示：管内脉动流既能强化波纹管的传热也会弱化传热;相比稳态流条件,传热最大能被强化约5．9％;脉动流会增大波纹管的沿程阻力;综合考虑传热的强化作用和流动阻力的增加,在A≥O．8且,≥4Hz条件下,管内脉动与波纹管能起到复合强化传热效果;脉动流条件下波节附近漩涡周期性的产生和消失是传热被强化和沿程阻力增加的主要原因．     

脉动流条件下弹性管束换热器振动特性仿真

为了得到弹性管束换热器传热元件的振动参数以及流体诱导振动强化传热规律,对平面弹性管束的固有振动特性及脉动流作用下的弹性管束振动规律进行了研究.首先,利用ANSYS软件建立平面弹性管束有限元模型,并对管束进行模态分析;然后利用FLUENT软件对弹性管束内通入脉动流后的流场进行数值分析.结果表明:弹性管束复杂的三维运动状态提高了其换热和抑垢性能;三棱柱绕流体产生的脉动流速度变化范围为0.4~1.3m/s,波形明显,因此三棱柱绕流体更适合用于脉动流发生装置;数值计算得到的弹性管束振动频率与实际工况脉动流流体流经弹性管束时产生的频率相一致,为弹性管束换热器在实践使用中提供一定的参考意义.     

波节管脉冲流强化对流换热数值分析

通过数值模拟计算,探讨脉冲流对波节管对流换热的强化机理．研究表明：脉冲流强化效果与速度和频率有关,与稳流相比脉冲流可使波节管换热效果提高90％．脉冲流强化换热原因是脉冲流使得波节管波节处产生漩涡,增强扰动,减少热边界层厚度．     

Experimental study on start-up characteristics of loop heat pipes

Loop heat pipes (LHPs) are two-phase heat transfer devices which utilize theevaporation and condensation of the working fluid to transfer heat. It consists of anevaporator, a condenser, a compensation chamber (CC) and vapor and liquid lines. Fig. 1 shows the detailed structure of the evaporator, CC and condenser of a LHP.The basic principles of LHP were introduced in ref. [1]. When LHPs start to work, liquidis vaporized in the vapor grooves, the menisci formed in the wick develop c…