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.     

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%.     

碳纳米管纳米流体对液冷式CPU换热性能的改善

针对液冷式CPU（central?processing?unit）散热器散热效果差的问题,设计了液冷式CPU散热器的换热性能实验系统. 该实验系统使用基液丙二醇-水,Al2O3纳米流体和多壁碳纳米管（MWCNTs）纳米流体进行换热实验,采用单变量法对实验条件进行控制. 当加热功率为18.26 W时,基液丙二醇-水的热阻值为0.859 ℃/W,质量分数0.135%的Al2O3纳米流体的热阻值为 0.751 ℃/W,质量分数0.135%的多壁碳纳米管纳米流体的热阻值为0.739 ℃/W,质量分数0.32%的MWCNTs纳米流体的热阻值为0.457 ℃/W. 结果表明:在基液中添加纳米粒子能提高基液的换热能力,MWCNTs纳米流体的换热效果随着质量分数的增加而增强.     

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。     

石墨-水纳米流体对流换热特性的实验研究

使用自行设计的测量纳米流体流动与对流换热性能的实验装置,测量了含有不同体积分数纳米石墨的石墨-水纳米流体雷诺数在3 000~6 500范围内的对流换热系数。实验结果表明:石墨纳米颗粒的加入提高了水的对流换热系数;石墨纳米颗粒在水中的体积分数与对流换热系数近似呈线性关系;努塞尔数Nu随着雷诺数的增大近似线性增大;流动状态下的纳米粒子本身的无规则运动和热散射对对流换热系数的提高有显著影响。     

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     

火积耗散理论在平行流热管换热器性能评价中的应用

火积耗散作为传热过程可逆性判断依据,可应用于换热器优化. 分析探究了热管换热器的温差、充液率、倾角及迎面风速对火积耗散的影响,利用焓差实验室进行平行流热管换热器性能试验. 随温差增大,火积耗散增大. 随充液率增大,火积耗散先增大后减小,温差越大,火积耗散变化幅度随充液率增大而增大. 增加倾角,火积耗散比未倾斜时小. 随迎面风速增大,火积耗散减小,且减小幅度随温差增大而增大. 相同传热量,火积耗散值最小时,为系统最优工况.     

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.     

碳纳米流体特性及其在重力热管内的传热

采用阿拉伯胶辅助分散法制备了一种新型的纳米流体--碳纳米管 水纳米流体,并以其为工质在以铜为管壳的一种新型重力热管内进行了传热实验研究.制备和实验结果表明,碳纳米管 水纳米流体的导热系数比基液水约增加了30％～50％,导热能力明显增强;这种纳米流体黏度低,流动性好,制备过程简单,可用于大规模生产;纳米流体重力热管加热段沸腾换热弱化了纳米流体的稳定性对热管传热性能的影响,实现了纳米流体与重力热管的优势互补;以该纳米流体为工质的重力热管的内热阻比水小,并且随着传输功率的提高,热管总热阻逐渐减小,传热性能逐渐提高.     

Effects of bending on heat transfer performance of axial micro-grooved heat pipe

Heat pipe is always bent in the typical application of electronic heat dissipation at high heat flux, which greatly affects its heat transfer performance. The capillary limit of heat transport in the bent micro-grooved heat pipes was analyzed in the vapor pressure drop, the liquid pressure drop and the interaction of the vapor with wick fluid. The bent heat pipes were fabricated and tested from the bending angle, the bending position and the bending radius. The results show that temperature difference and thermal resistance increase while the heat transfer capacity of the heat pipe decreases, with the increase of the bending angles and the bending position closer to the vapor section. However, the effects of bending radius can be ignored. The result agrees well with the predicted equations.     

纳米流体流动传热性能的实验与模拟研究

为了研究高温冷却条件下,γ-Al2O3-PG90纳米流体作为冷却介质在一车用机油冷却器内的流动传热性能,采用三维k-ε湍流模型,应用块结构网格生成技巧,融合流固耦合研究方法和薄壳导热模型数值模拟了纳米流体的性能,进行了基液与纳米流体的性能对比计算,分析了纳米粒子体积分数对性能的影响,考察了纳米流体物性预测模型的普适性,并研究了将纳米流体视为单相流体进行性能分析的可行性,通过实验测试得到了性能数据.研究发现:与基液相比,纳米流体强化换热效果明显,流动阻力有所增加,随着纳米粒子体积分数的增加,传热性能提高,流动阻力增加,说明该物性预测模型不能普适,当纳米粒子体积分数大于3%时,将纳米流体视为单相流体的性能研究结果与实验数据偏差较大,可能原因是单相流体流动无法反映较多的粒子之间的相互作用.     

Fabrication and thermal performance of grooved-sintered wick heat pipe简

Some novel grooved-sintered composite wick heat pipes（GSHP） were developed for the electronic device cooling.The grooved-sintered wicks of GSHP were fabricated by the processes of oil-filled high-speed spin forming and solid state sintering.The wick could be divided into two parts for liquid capillary pumping flow：groove sintered zone and uniform sintered zone.Both of the thermal resistance network model and the maximum heat transfer capability model of GSHP were built.Compared with the theoretical values,the heat transfer limit and thermal resistance of GSHP were measured from three aspects：copper powder size,wick thickness and number of micro grooves.The results show that the wick thickness has the greatest effect on the thermal resistance of GSHP while the copper powder size has the most important influence on the heat transfer limit.Given certain copper powder size and wick thickness,the thermal resistance of GSHP can be the lowest when micro-groove number is about 55.     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

热管用于半导体致冷器的实验研究

本文作者为半导休致冷器设计了一种低温铝氨热管，并对其处于自然对流和强迫顺掠散热工况下的传热特性作了研究。半导体致冷器利用热管散热具有无可比拟的优点，目前的半导体致冷器的制造工艺条件，为其广泛应用带来光明的前景；本文指出：热管用于半导体致冷器的关键在于热管同电堆的耦合关系和结构设计。     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

Function chain neural network prediction on heat transfer performance of oscillating heat pipe based on grey relational analysis

As for the factors affecting the heat transfer performance of complex and nonlinear oscillating heat pipe (OHP),grey relational analysis (GRA) was used to deal with the relationship between heat transfer rate of a looped copper-water OHP and charging ratio,inner diameter,inclination angel,heat input,number of turns,and the main influencing factors were defined.Then,forecasting model was obtained by using main influencing factors (such as charging ratio,interior diameter,and inclination angel) as the inputs ...     

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℃。     

Thermal performance of heat pipe with different micro-groove structures

Four kinds of micro heat pipe of trapezoidal groove wick structure with different numbers of grooves or aspect ratios were studied and compared about thermal transfer performances in order to optimize the manufacture of micro heat pipe with groove wick structure. The results show that these micro heat pipes have excellent performance in heat transfer; the equivalent thermal conductivity coefficient is two orders of magnitude compared with that of copper; the number and aspect ratio of grooves have a prominent effect on the performance of such thermal transfer. The optimum number of grooves is lower than 60 and the best aspect ratio is near to 1.5. The temperature and thermal transport rate are almost directly proportional relationship, but this relationship will be broken up suddenly when the critical heat flux is reached.