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%。     

热管式蓄冷器的设计与热动力学分析

为强化相变蓄冷材料传热,将脉动热管技术与相变蓄冷技术相结合,设计一套脉动热管相变蓄冷装置。采用脉动热管可强化传热,提高形核率,加快结晶速率,减少蓄冷时间。该装置将脉动热管蓄冷装置与相变材料相耦合,使脉动热管相变蓄冷器的传热得到强化。相变蓄冷系统的蓄放冷性能与相变材料的相变过程、传热方式密切相关,本研究对脉动热管传热机理进行探析,建立了精确、通用性较高的理论模型,揭示了传热机理,为脉动热管蓄冷装置的模拟和实验提供指导。     

新型温控热管运行特性及启动过程实验研究

提出了一种新型分离式温控热管并进行了实验研究,该热管能够在保持传热温度变化很小的情况下自动改变传热功率来适应负荷变化的需要。实验结果表明,当温控热管传热功率增加200％时,热管工作温度变化小于5％,温控热管的启动过程较常规热管快;在实验范围内,不凝性气充气压力越高,启动过程越短。     

磁场作用下纳米磁流体热管传热速率的研究

提出了一种利用外加磁场来强化纳米磁流体真空热管传热的实验研究方法,设计和建立了纳米磁流体真空热管传热测试实验台,并在不同种类、不同强度的外加磁场作用下分别对纳米磁流体真空热管的传热速率进行了实验研究.结果表明：纳米磁流体热管在各种外界条件下都优于磁流体热管和水工质热管;各种磁场都能强化纳米磁流体热管的传热,其中静态直流磁场作用下纳米磁流体真空热管的传热速率提高最大.     

重力热管传热波动特性研究及抑制方法探讨

重力热管在启动、稳定操作、工况条件变化时的脉冲沸腾和温度波动现象，对热管的传热效果和使用寿命有不利影响。采用简单的弹簧抑泡装置，可以抑制热管内工质产生气泡，吸收气泡中的热能，使工质温度分布趋于均匀，同时，可以强化工质和管壁间的对流换热。实验表明，采用弹簧式抑泡装置的重力热管强化传热效果十分明显。     

振荡流热管自激强化传热的可行性分析

围绕自激振荡流热管的工作特性,联系目前国内外纳米流体及非均匀截面结构在强化传热研究方面的最新进展,分析了在自激振荡流热管内的复杂相变换热条件下,通过采用纳米流体工质与非均匀管截面以实现振荡流热管自激强化传热的可行性,并提出了纳米流体的浓度、相容性、充液率以及管截面结构等需要解决的关键性技术问题。为下一步有针对性的强化传热实验研究和新型自激振荡流热管换热器的设计与开发提供了必要的理论依据。     

长距离环路热管传热性能实验研究

基于航空航天等领域对环路热管长距离传热的需求,设计制造了一套传热距离8.1m的圆柱型蒸发器环路热管,试验了不同加热功率、不同冷凝温度下该环路热管的启动和变工况运行性能,并对其热阻及最大传热能力进行了分析。研究结果表明：当其他条件一致、初始气液分布相同和不同时,加热功率由100W增大至160W后,本研究中的环路热管启动时间和启动温升均发生一定程度的下降;加热功率100W时,冷凝温度由10℃降低至-10℃使得环路热管启动时间增加,加热功率160W时,冷凝温度由10℃降至-10℃对环路热管的启动时间影响不大。在冷凝温度0℃下,该环路热管在100~500W范围内均能稳定运行,且200W时环路热管传热效率最高,传热温差最小,稳定运行温度最低;另外,由于系统传输距离较长,每个工况达到稳定所需要的时间也较长,分布于1000至3500S内。随着加热功率的增大,环路热管热阻先减小后逐渐增大,该环路热管传热热阻最大不超过0.09℃/W,最小为0.024℃/W;随着传热距离的增大,管路的热损失增加,总压降和热阻也变大。当传热距离基本相同时,蒸发器容积的大小、冷凝器的冷凝能力及气液管线的布置形状均在一定程度上影响环路热管的最大传热能力。     

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。     

下冷式脉动热管太阳能集热器传热性能实验研究

实验研究和分析了一种新型下冷式脉动热管太阳能集热器的传热特性。与传统太阳能集热器相比,下冷式脉动热管太阳能集热器水箱位于底部,真空玻璃管不盛水并嵌于水箱上,脉动热管作为传热元件,一部分置于真空玻璃管内,另一部分封于水箱中。实验过程中通过调整脉动热管冷热段间的比例,研究不同情况下集热器启动、运行特性及传热性能。结果表明,在集热器倾角为70°、脉动热管充液率为55%的情况下,脉动热管的当量导热系数随冷热段比例的减小而先升后降;当冷热段比例为47%时,脉动热管的启动温度最低、传热性能最优。     

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。     

无吸液芯碳钢-水径向热管的实验研究

首先对径向热管的启动性能进行研究,并测定热管的启动温度,其次在不同工况下,进行了径向热管传热性能实验,采集了热管壁各测温点的温度数据,最后对实验中的数据做了处理.     

相变蓄热复合传热强化技术综述北大核心CSCD

相变材料(PCM)通过在相变过程中吸热或放热实现热能的存储与释放。相变材料在热能存储和热管理领域凭借其相变区间温度稳定、储能密度大受到了广泛认可。然而,相变材料普遍存在热导率低的问题,需要结合传热强化技术进行改善。在采用某一种强化技术的基础上,两种或多种传热强化技术相组合的“复合强化技术”成为目前传热强化与相变蓄热性能改善的研究热点。本文通过对相关文献的分析,综述了目前复合传热强化技术的研究进展,包括以翅片为基础,分别结合热管、纳米颗粒、多孔材料和梯级蓄热,以及多孔材料结合热管、纳米材料和梯级蓄热等多种复合方式。分析表明:通过将热管与翅片或多孔材料混合使用,可以达到传热强化最佳效果;纳米颗粒与翅片或多孔材料的混合使用比同等条件下单独使用纳米颗粒更有效;采用梯级蓄热与翅片或多孔材料相结合相较于单独采用梯级蓄热具有更快的蓄/放热速率和更加均匀的换热流体出口温度。建议对其他可能的复合传热增强技术进行深入研究,并通过实验验证、优化蓄热系统的结构设计和具体参数探讨对蓄热性能的影响。     

铜-R22分离式热管传热特性的试验研究

采用铜管模拟分离式热管蒸发段,以R22为工质,在热流密度1～5 kW/m2、蒸发温度30～60℃和蒸发段倾角10°～90°范围内,研究了这种分离式热管的传热特性.分析了热管的启动特性以及热流密度、蒸发段倾角和充液率对其传热特性的影响.结果发现:以R22为工质的分离式热管具有良好的启动性,蒸发段合理的充液率为80%～100%,在试验参数范围内,热流密度、蒸发段倾角和充液率对热管的传热性能没有明显影响.     

应用于油田加热炉的热管性能模拟试验研究

研制了一套热管性能试验装置,并对应用于油田加热炉的热管的启动性能、等温性能及倾斜角度对传热性能的影响等进行了试验研究,为用热管改造油田加热炉提供了科学依据。     

氧化石墨烯对脉动热管传热性能的影响

实验选用外径为4mm、内径为2mm的铜质脉动热管研究了氧化石墨烯对以去离子水和体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响。实验分别采用加有少量氧化石墨烯的去离子水溶液(简称氧化石墨烯水溶液)和体积分数为50%的乙醇溶液(简称氧化石墨烯乙醇溶液),氧化石墨烯质量分数均为0.03%。实验发现：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,对以体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响较差,但都和脉动热管的加热功率密切相关。对于以去离子水为工质的脉动热管,在加热功率低于20W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱；当加热功率在30～60W之间时,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80W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。     

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。     

家庭用节能供热系统开发

本文采用高新热管技术研制开发了一种家庭用小型节能供热装置，该装置采用并联热管组件作传热元件，以燃气(天然气，液化气)直接燃烧产生的热量作热源研制成热管锅炉。热管锅炉与热管暖气片组成家庭用节能供热系统，经实验研究表明：该系统体积小、启动快速简便、排烟温度低。节能20％～30％。     

采用不等径结构自激振荡流热管实现强化传热

针对不等径结构回路型自激振荡流热管,利用电加热板作为热源,通过改变加热板的输入功率以及加热板的位置,对其壁温和热传输特性进行了实验研究,并与等径结构回路型自激振荡流热管在相同的工质及充液率,相同的热管长度及倾角,以及相同的电加热热板位置等条件下的传热特性进行了对比分析.结果表明:不等径结构自激振荡流热管在中、低负荷情况下,可以起到明显的强化传热作用;而当不等径位置在热管的最下面、热源位置在变径区域的下部时强化传热效果最佳.     

常温热管换热性能的分析

以热管为传热元件的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点的新型传热元件。随着科学技术进步,热管的应用范围已经从航天、航天器中的均温和控温,扩展到了工业技术的各个领域。将热管传热原理应用于风能致热技术的传热中,作为传热元件,目的在于探讨热管技术在风能致热的热能进输送中应用的可能性,以期获得风能致热的基本数据,为实际应用提供基础。针对自行设计和研发的风车及磁涡流发热系统,通过对多组实验的测试,分析热管在不同蓄水量时的热导率,并对所测的数据进行归纳对比,得到了热管的有关传热规律。实验结果表明,热管的热导率随着蓄水量的增加而增大,其关系呈非线性关系。这对热管技术在风能致热的热能传输中的实际应用具有重要意义。