井筒重力热管传热特性的研究

井筒重力热管是利用热管将油藏自身能量即井底热量传递到井筒上部,在无需外加动力条件下实现对井筒近井口流体加热,改善井口流体温度分布,防止近井口结蜡和絮凝,从而降低采油成本。本文利用N-S方程,根据液膜内微元体的质量守恒、动量守恒和热平衡原理,模拟分析重力热管冷凝段冷却温度、加热段加热功率、冷凝段、绝热段长度以及热管内径等参数对热管运行的影响。研究变参数下热管内液膜厚度变化以及冷凝和蒸发换热系数的变化,进而分析得出变参数时重力热管传热特性,为优化重力热管参数和提高热管的换热性能提供了理论依据,从而使重力热管在最佳传热状态下运行,提高其换热效率。     

复合型热管长度比的优化计算

具有两种冷却流体的重力热管组成的换热器,在工程实际中有一定的应用特色。本文介绍确定这类热管加热段与冷却段长度比的方法,并给出了计算实例。     

多壁碳纳米管水基纳米流体重力热管传热特性数值模拟

为揭示多壁碳纳米管水基纳米流体应用在重力热管中的传热特性,基于多相流模型(VOF)建立其重力热管数值模型,并将数值结果与实验数据进行对比验证。以热阻作为性能评价指标,改变加热功率和充液率,讨论二者对热管换热性能的具体影响。通过添加传热传质源项来编写用户自定义函数(UDF)完成内部流体蒸发冷凝过程中的相变模拟。模拟结果表明:该数值模型能够较好模拟多壁碳纳米管水基纳米流体应用重力热管内部复杂的流动与传热过程;在选定的加热功率及充液率参数范围内,该重力热管的整体热阻随蒸发段加热功率的增大而减小,随充液率的增大而增大。     

非均匀截面自激振荡流热管内热传输特性实验研究

针对两种不同截面结构的回路型自激振荡流热管,其中,一种内径为3 mm的均匀截面;另一种是在此均匀截面的基础上,将其加热段和绝热段断面加工成垂直交错布置的椭圆形非均匀截面。运用实验研究的方法,在热管壁面不同部位分别布置了温度测点,在不同功率的激光加热条件下,通过对热管壁温监测数据的采集和分析,研究了这种非均匀截面回路型自激振荡流热管内部的热传输性能,并与均匀截面自激振荡流热管进行了对比分析。结果表明:非均匀截面自激振荡流热管内的脉动机制以及热传输特性与均匀截面有很大不同,在中、高负荷条件下,非均匀截面结构热管可以明显起到强化传热效果,与均匀截面结构热管相比,热传输功率提高了13.6%。     

具有两种冷却流体的重力热管换热器在工程中的应用

具有两种冷却流体的重力热管组成的换热器，在工程实际中具有一定的应用特色。本文通过介绍这类热管在４种不同场合的应用，分析归纳了该类热管的工作原理和设计特点。     

重力热管流动与传热特性的数值研究

采用计算流体力学(CFD)软件,在流体体积(VOF)模型中引入Boussinesq近似模型,以水为工质对不同加热功率下的重力热管进行了数值模拟,将实验、理论与数值结果三者结合对其内部流动与传热过程进行了分析.结果表明:CFD模拟得到的壁温与实验壁温吻合较好,可以用CFD可视化定性分析加热功率对重力热管传热特性的影响;在10~80 W范围内,随着加热功率的增大,蒸发段对流传热系数先增大后减小,冷凝段对流传热系数一直增大;当加热功率超过一定值时,蒸发段传热性能恶化,CFD可视化结果显示液池干涸,达到传热极限.     

热管在采油中的热力学特性研究

热管在采油中的应用,主要应用在井筒中.井筒重力热管是利用热管将油藏自身能量即井底热量传递到井筒上部,在无需外加动力条件下实现对井筒近井口流体加热,改善井口流体温度分布,防止近井口结蜡和絮凝,从而降低采油成本.为了研究井筒重力热管的传热性能和工作过程,进而改进和优化重力热管的传热性能,运用Visual Basic进行模拟计算.基于理论研究,证明热管起到了均衡流体温度场的作用.在此基础上,原油与地层传热系数反应了原油向地层散热的能力,该系数与井口油温基本呈线性关系;原油与热管传热系数对原有温度的降低有一定局限性;对于长径比较大的热管,热流密度不大的情况下,会出现携带极限,可通过计算得到验证.     

热管换热器在工业炉上的应用

一、概述上海金桥节能设备厂，地处浦东金桥出口加工区，是研制开发热管技术的专业工厂。热管技术是六十年代开始发展起来的高新技术，按热管工质回流方法不同，大致分为标准热管和重力热管。我厂开发的属重力热管，该热管是一种内部形成真空并充适量介质的密封管，它是相变传热，即热管的一端（蒸发段）受热时，管内介质沸腾汽化弥漫至另一端（冷凝段），在另一端由于受到散热冷却，使汽雾凝结成液态回流至蒸发段，如此往复循环，热量由一端传至另一端，两端具有良好的等温性，传热速度快、效率高。由于我厂热管介质的特异性，热管工作温度…     

热管在太阳能工程技术中的应用

热管是一种新型的传热与温度控制元件,也是传热学工程领域中的一项新技术。六十年代中期,从事宇宙飞船发电方面工作的美国洛斯-阿拉莫斯实验室首先研制成功,并命名为“热管”。图1为热管示意图。它是由管壁、管芯——多孔结构物以及能传递热能的液体工质组成的一个密闭系统。热管可分成蒸发段、绝热段和冷凝段。当热管蒸发段受到加热时,热量以传导方式传入管芯,其中的液体工质吸热蒸发,蒸气带走汽化潜热并沿着热管的中心通道流向冷凝段,蒸气冷凝变成液体进入     

开启式重力热管的应用

标准热管(Heat Pipe)由管壳、工质及吸液芯三部分组成,重力热管又称为两相封闭式热虹吸管(Two Phase Closed Thermosyphon),没有吸虹液芯,仅由管壳及工质二部分组成,开启式重力热管也只有管壳及工质二部分,但热管内部与外界相通,它又称为两相开启式热虹吸管(Two Phase     

重力热管单线内螺纹分布强化换热实验研究

采用实验方法,研究了不同的内螺纹分布和油浴温度等因素对热管换热特性的影响。实验选用的热管材料为紫铜,外径16 mm,壁厚3 mm,长度为200 mm,传热工质为水,充液率为20%。实验结果表明:在同一油浴温度下,内螺纹重力管的启动特性要优于光滑重力热管。对比不同油浴温度下,布置内螺纹能够有效地降低热管的工作温度。实验选型的内螺纹仅布置在蒸发段不会提高热管的换热系数,而在绝热段和冷凝段布置内螺纹则能够使换热系数显著提升,且随油浴温度的增加,换热系数线性增加。     

不同功率下绝热段长度对重力热管性能的影响

为了研究热管绝热段长度和位置的变化对其性能产生的影响,搭建实验台测试了碳钢-水重力热管在不同功率与绝热段长度下的稳态与非稳态性能,分析热阻、传热量和等效对流换热系数的变化及间歇沸腾对热管运行的影响。结果表明：实验范围内,随着功率的增大,启动时间缩短,启动温度升高;绝热段长度的增加有利于启动性能的增强;传热性能与功率呈正相关、与绝热段长度呈负相关,当绝热段长度为零、功率为300 W时性能最佳,此时等效对流传热系数为1 253.12 W/（m²·K）,传热量为275.04 W,热阻为0.034 K/W;功率的增大加快了间歇沸腾频率,绝热段长度的增加进一步推动这一过程,促进内部达到平衡。     

四氧化三铁纳米流体强化热管换热的实验研究

通过实验研究四氧化三铁（Fe3O4）纳米流体重力热管的传热性能。在不同输入功率、不同充液率、不同纳米流体质量浓度的工况下测试热管的外壁温度,再理论计算其等效对流传热系数、热阻。结果表明：当充液率为50%,输入功率为40W时,水基液重力热管和纳米流体重力热管都有最高的等效对流传热系数,并且纳米流体质量浓度为1%时,重力热管具有最高的等效对流传热系数5455.4 W.m-2.K-1,较水基液重力热管最多可增大79.1%。四氧化三铁纳米流体运用于重力热管可以有效减小其热阻、强化其传热性能。     

太阳能重力热管工作液体充装量研究

太阳能重力热管的设计包括工作液体和管壳的选择,在工作压力下的强度校核计算及最小充液量的估算等.通过理论计算和实验验证确定工作液体充装量,得出太阳能重力热管的理论计算途径和根据相同条件下不同工作液体充装量对传热性能的影响,确定工作液体充装量的方法.     

重力式热管串联运行的性能研究

对一种用于太阳能—土壤源热泵地板采暖系统中的碳钢/水重力式热管进行了实验研究。该热管全长0.8m,内外径分别为12mm和15mm。蒸发段采用水加热,冷凝段采用风冷。在不同的串联方式、倾角(-2°~90°)、热水温度(40~60℃)、热水流量(0.1~0.3m3/h)及蒸发段长度(30~180mm)下进行了串联热管的性能实验。实验结果表明:串联热管的传热功率和壁面温度均随供水温度和水流量的提高而持续增长,随倾角和蒸发段长度的增加而先增长后下降;串联热管在倾角为30°~40°、热水温度为60℃、热水流量为0.3m3/h、蒸发段长度为120mm、D型串联的条件下运行最佳。根据实验现象和数据分析了不同条件下串联热管的传热机理,给出了串联热管的工作特性。     

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%。     

燃料油电磁预热器理论研究

应用高频感应电磁加热技术、热管传热技术、管壳式换热技术,用单片机和高效整流逆变电路作自控部分,构建一种新型燃料油电磁预热装置。     

不同加热功率下充液率对无芯环路热管性能的影响

设计了以铝为管材、丙酮为传热工质的无芯环路热管。其蒸发段采用加热带加热,冷凝段用风冷降温。热管依靠蒸发压头使工质循环,并依靠重力作用,使冷凝液回流到蒸发段。搭建试验台并研究了不同加热功率下充液率对无芯环路热管的传热温差、传热量、热效率、热阻和当量导热系数的影响。结果表明:加热功率为150.00 W、充液率为30%时,无芯环路热管的均温性最好;传热温差和热阻均最小,分别为6.75℃、0.045 K/W。传热量132.00 W、热效率0.88、当量导热系数168 125 W/(m·K),均达到最大值。所以,该无芯环路热管在本实验研究范围内的最佳工作条件为加热功率150.00 W、充液率30%。     

异型高温热管翅的实验研究

对一结构特殊、长为6cm的异型高温热管翅在不同的工况下进行实验研究。通过改变蒸发段长度、绝热段长度、冷凝段长度、散热条件及其放置位置,观察其壁面温度分布情况,掌握其最佳工作状况。结果表明,当热管翅水平放置且在自然环境下散热时,不凝性气体的影响使热管翅冷凝段末端温度偏低;当蒸发段长度太长时,热管翅蒸发段会出现过热点,而冷凝段出现温度回升现象;若使热管翅的冷凝段在有限空间散热,则温度回升现象消失;当热管翅倾斜放置时,热管翅工作性能处于最佳状态。     

钢水热管相容性的研究现状及应用前景

利用热管回收烟气余热已成为节能和环保的一项重要而有效的措施,近几年正在蓬勃发展。但是热管能否长期稳定运行,通常取决于选用的管壳材料与工质是否相容。对于在中、低温(70～350℃)范围工作的热管,水是优良的工作流体(水的蒸发潜热 L大,可以有高的传热能力;水的表面张力较小,可以有较好的润湿性或毛细管效率,有利于流体的返回;水的粘度μ较小,因而流体工作时阻力较小)。铜和水在理论和实践上都已证明是相容的,可是铜管价格贵,货