N-甲基吡咯烷酮热管启动性能和等温性能实验研究

复现锡凝固点的中温热管固定点炉,需要选择合适工质的中温热管。研制了2根以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为工质的重力热管(1#,2#),并在同等定温加热条件下对其启动特性和等温特性进行实验研究。结果表明:2#热管启动时间快于1#热管,且启动后稳定性优于1#热管;初步证实NMP热管在170~320℃温度范围内可运行;此外,制作工艺可影响热管的启动特性和等温特性,在相同的运行条件下,热管制作工艺越合理,热管冷凝段上部温度相对越高。     

铯、钠热管标准黑体辐射源研制及性能评价

介绍了中国计量科学研究院研制的270～1 000 ℃标准黑体辐射源,其中包括270～600 ℃铯热管黑体源和500～1 000 ℃钠热管黑体源、温度标准器和数据采集系统。对铯、钠热管标准黑体辐射源进行性能测试,包括三段控温管式炉温场均匀性,黑体辐射源控温稳定性,黑体空腔轴向温度均匀性,黑体空腔口部辐射温度均匀性和热管测温孔内温度均匀性等。铯、钠热管标准黑体辐射源在整个温度区域内合成标准不确定度为0.09～0.13 ℃（k=2）。     

冰箱冷藏控温系统中分离式热管的传热性能

本文提出了将分离式热管与直冷冰箱板管蒸发器相结合的新方案,在-25℃的冷源温度下,测试了热源温度为5、8、12℃下热管的稳态传热功率,获得了分离式热管的最佳充注量为120 g。基于该充注量下冷藏室内的降温过程,对系统内部各参数的变化进行了研究分析。实验结果表明:启动10 min左右,分离式热管内部参数基本达到稳定。分离式热管可以在60 min内使冰箱冷藏室内温度从16℃降至5℃,在135 min内降到0℃。通过电磁阀的自动开停控制,维持冷藏室内温度为8℃时,单周期运行时间约为6.5 min,停止时间约为42.8 min,开停比率约为15.2%,控温精度达到1.1℃,优于普通直冷冰箱2.5℃的控温精度,初步验证了分离式热管具有良好的传热特性及控温性能。     

氟利昂热管黑体辐射源性能实验研究

为了满足机场、车站等红外筛检仪器辐射温度现场校准的要求,文章介绍了一种氟利昂热管黑体辐射源。黑体辐射源空腔形状为圆柱-圆锥形,空腔长100 mm,锥角为120腔,法向平均有效发射率计算值为0.995。利用TRT2辐射温度计对黑体辐射源腔底进行辐射温度测量,对热管进行不同角度的倾斜,测得的黑体辐射源温度稳定性优于0.2℃,氟利昂热管空腔内均匀性优于0.2℃,可以满足现场校准需求。     

玻璃-水热管热特性的实验研究

研究了中国计量科学研究院研制的四阱玻璃-水热管的热特性.实验结果表明:当水热管在70～100℃的温区内运行时,热管测温计阱内2h温度稳定性及均匀性的技术指标分别为2.8mK和2.2mK.在该温区内,恒温槽温度稳定性和均匀性分别为8.1mK和4.2mK.此外,研究了热管放置方式及浸没深度对热管热特性的影响.     

玻璃-水热管垂直温场均匀性的实验研究

为了研究玻璃-水热管内部相变传热机理及其等温特性,并可视化热管内部相变过程,中国计量科学研究院研制了具有四个温度计阱的玻璃-水热管。使用标准铂电阻温度计和Agilent公司的3458A高精密数字表测量了玻璃-水热管在50％、60℃、75℃和80℃时的垂直温场。实验结果表明：在上述四个温度下,距离温度计阱底部4cm、12cm内的温度变化分别小于0．07℃和0．304℃。此外,分析了影响热管垂直温场均匀性的因素,提出了提高等温性能的相应措施。     

倾角与冷却水温度对新型闭式重力热管换热器传热性能影响

本文以丙酮为工作流体,设计了一套新型重力热管换热器,该装置由五根底部连通的垂直蒸发管共用一根水平同心套管冷凝管构成。采用理论和实验相结合的研究方法,分析了装置的传热性能,并对其结构参数进行优化。研究了当倾斜角度为15°~90°、操作温度为40~80℃、冷却水温度为10~30℃时装置的传热性能。结果表明:新型重力热管换热器具有良好的等温性能及操作稳定性;当充液率为15%、倾斜角度为60°、冷却水温度为30℃时,换热器达到最佳工作状态;最大传热量可达1 700 W左右,此时平均热阻为0.042℃/W。     

钠热管炉等温性的实验研究

为高精度地复现铝凝固点,中国计量科学研究院研制了钠热管炉。本文使用S型热电偶和Agilent公司3458A精密数字表测量了新研制钠热管炉的垂直温场。实验结果表明,在未放铝凝固点容器的情况下,炉温约645℃时,钠热管腔体轴向垂直温场最大温度变化不超过0．2℃。此外,找到了理想的放置固定点容器的等温区,为铝凝固点的复现创造了好的外部等温环境。     

重力铯热管等温性能研究

为了验证铯热管研制的关键技术,通过测量热管外壁温度,在定温条件下研究了重力铯热管的等温特性和启动性能;同时,分析了冷凝段长度对铯热管等温性能的影响。实验结果表明:当加热炉温度在330~630℃,铯热管均能正常启动;加热炉温度越高,启动越快;在该温区,铯热管具有优良的传热性能;然而,当冷凝段长度为300mm时,铯热管壁面温度出现锯齿状周期波动。从过热度的角度,分析了铯热管内部的沸腾相变传热机理;选择合适长度的冷凝段可避免周期性间歇沸腾的产生。实验结果同时也了证明铯热管在330~630℃温区可作为高效的传热元件,非常适合复现ITS-90国际温标锌凝固点。     

热电制冷器辅助下环路热管运行特性的实验研究

针对一种平板型蒸发器环路热管进行了实验研究,研究了制冷器功率及加热功率对热电制冷器辅助下环路热管运行特性的影响。结果表明,实验功率范围内,在无热电制冷器辅助状态下,环路热管成功启动运行,但性能较差,热阻达到1.14℃/W;外加热电制冷器后,环路热管启动时间稍有缩短,性能改善明显,热阻最低达到0.15℃/W。加热功率恒定20 W时,随制冷器功率的增加,环路热管运行温度和热阻会呈现先减小后增大的趋势;制冷器功率恒定6 W时,随加热功率的增加,环路热管运行温度随之增大,而热阻会呈现先减小后增大的趋势。另外分析温度均匀性发现平板加热面的温度可在±2℃范围内。     

热管反应堆用钼铼合金的研究进展

热管反应堆是一种采用热管将堆芯产生的热量传导至反应堆二回路或热电转换装置的新型固态反应堆,具有设计结构紧凑、固有安全性高、运行特性简单等特点,在星表能源、深海探测和陆基电源等新兴领域具有广阔应用前景,因而成为目前国内外重点研发的新型反应堆之一。钼铼合金是在金属钼中添加元素铼形成的一种二元固溶体合金,铼元素独特的“铼效应”使钼铼合金在兼具钼合金优异高温力学性能的同时,还具备其他钼合金不具有的良好低温加工性能。同时,钼铼合金在高温下与UO₂、UN、UC等核燃料以及热管传热工质碱金属Li、Na、K等都具有良好的相容性,并且铼元素还是一种较好的谱移吸收体材料,可有效降低反应堆发生事故时的临界风险,因而成为国内外众多热管反应堆尤其是高温空间热管反应堆堆芯的设计材料。本文对热管反应堆用钼铼合金的研究现状及进展进行了归纳总结与梳理,包括钼铼合金的成分及相结构、钼铼合金的制造加工工艺、钼铼合金的热物理性能和力学性能等堆外性能,并对钼铼合金中子学特性、辐照性能、与燃料及热管传热工质的相容性等堆内应用性能研究现状进行了介绍。最后对钼铼合金未来的研究方向进行了展望,以期为钼铼合金的研发...     

用于CPU冷却的集成热管散热器

提出了将立体蒸汽腔和热管两相传热结合,用于CPU冷却的集成热管散热器新概念,并对设计出的集成热管散热器的传热性能和整体的均温性进行了试验研究.试验结果表明,未优化的集成热管散热器的热阻在0.14℃/W～0.2℃/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的热管散热器相比,这种结构的集成热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足未来大功率CPU散热的要求.     

镁锂合金微型热管电场辅助超塑挤压成形

目的 解决新一代轻质镁锂合金微型热管加工难度大、尺寸精度差、性能不稳定的难题。方法 对镁锂合金坯料施加脉冲电流,利用脉冲电流产生的电致超塑性效应提高塑性变形能力,降低镁锂合金微型热管的加工难度。利用有限元仿真和实验相结合的方法,分析微型热管电场辅助超塑挤压过程中微型热管的变形行为与缺陷演变。结果 电场辅助超塑成形的挤压力远低于相同温度下纯加热成形的变形力,能够单道次挤压出Φ2 mm的微细热管。结论 与相同温度下的纯加热成形相比,电场辅助微型热管超塑挤压成形的变形抗力降低了50%,证明电致超塑性可有效降低镁锂合金微型热管的加工难度。随着超塑挤压速度的增加,变形不均匀性加剧。当挤压速度为0.006~0.02 mm/s时,能够获得尺寸精度和表面质量较好的微型齿槽。当挤压速度超过0.02 mm/s时,容易导致微型齿与管壁区域之间的材料流动不均匀,甚至诱发断裂。当挤压温度为200~280 ℃时,可以软化材料,降低挤压力,避免了温度过高产生的“焊接”现象。镁锂合金微型热管成形过程受尺寸效应影响,在挤压杆微型齿槽表面,亚毫米尺寸导致镁锂合金与模具间的界面摩擦增大、材料流动变慢,进而影响了微型齿槽的填充质量。     

热流密度对槽道热管传热性能影响的试验研究

对外径为15mm,长为150mm梯形轴向槽道热管的轴向温度分布、蒸发/凝结传热系数以及当量导热系数等传热特性进行了试验研究。试验所用热管的型材为铝合金,工质为氨。试验的结果表明,在冷源温度为40℃时,热管当量导热系数大概为3500～7500W/m.℃,蒸发传热系数大概为3700～5300W/m2.℃,凝结传热系数大概为2000～5000W/m2.℃,热流密度在1.2W/cm2以下时热管的工作性能良好,而在高热流密度下热管的传热性能恶化。     

高精度钠热管固定点炉及其等温特性

介绍了中国计量科学研究院新研制的两台高精度钠热管固定点炉(SHPF-1、SHPF-2),并测量了其垂直温场.当这两台钠热管固定点炉的炉温分别控制在比铝凝固点低约2℃、3℃时,铝点容器温度计阱底部150 mm范围内温场均匀性分别为15 mK和11 mK,并与国外同类的钠热管固定点炉的技术指标进行比较.此外,分析了影响固定点炉等温性能的因素.     

热管及其主要应用领域的研究

热管是一种超导热体的传热元件,具有传热系数高、温度分布均匀、热响应迅速、结构紧凑、工作可靠等优点.本文介绍了热管的工作原理、结构,重点阐述了热管式散热器在一些领域里的应用,并作了性能的分析和研究,最后介绍了热管在电机领域里的有望广泛应用.     

动力型分离式热管设计与试验研究

为了研发数据机房用蒸气压缩/热管复合型环控系统,进行动力型分离式热管模块的设计和性能试验。热管系统采用平行流冷凝器和管片式蒸发器,由屏蔽泵提供循环动力,并由调节阀控制供液量。在标准焓差法试验室进行热管模块的制冷性能试验,结果表明：1热管系统在设定工况的制冷性能达到设计指标,验证热管系统参数匹配的合理性和实用性;2热管模块的制冷量、EER与室内外温差近似为线性关系;3液泵驱动的动力型分离式热管系统运行稳定、可靠,解决了重力型分离式热管的运行稳定性问题,简化了系统的安装,易于实施流量调节和能量控制。     

HFO-1336mzz(E)的物性及其在数据中心重力热管系统中的应用试验研究

针对用于数据中心重力热管系统的制冷剂HFO-1336mzz(E),对其饱和蒸气压、燃烧安全性、材料相容性等物性进行试验研究,并采用数据中心重力热管装置开展其制冷性能试验研究。结果表明,HFO-1336mzz(E)物性符合重力热管系统要求,当HFO-1336mzz(E)充注量达到最佳时,重力热管系统制冷性能满足制冷量5 kW,COP大于60和室内出风温度不高于24℃的要求,应用于重力热管系统具有良好的前景。     

环路热管精密控温性能的热真空实验研究

本文研制了一套高性能的改进型环路热管,具有驱动功率与散热功率分离的特点,具备对多个分散热源的控温与散热能力。为验证改进型环路热管的精确控温的性能,本文以CCD相机的4个CCD器件作为控温对象,在热真空环境下,对环路热管进行了稳态运行测试、热补偿功率测试及不同蒸发器加载功率测试。实验结果表明:通过控制改进型环路热管的储液器温度可以实现控制CCD器件的温度,控温精度在±0. 5℃以内;对于CCD器件开关机引起的温度波动,提出了3种维持器件温度稳定性的方法,并通过实验及理论分析验证了其可行性。     

微通道换热器用于重力热管系统的试验研究

针对重力热管内压降影响换热器换热性能的问题,设计2款微通道换热器,每个风冷式热管系统的蒸发器和冷凝器使用同种类型微通道换热器.在机房干球/湿球温度为35℃/24℃,室外环境温度5℃,10℃和15℃下进行换热性能测试.结果 表明:在相同试验工况下,微通道换热器的水力直径越大,其换热能力越大;蒸发器进口的制冷剂为过冷态,制...