脉动热管传热性能实验研究

脉动热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件,影响脉动热管传热性能的主要因素包括几何参数、物理参数和操作参数。本文对脉动热管的传热性能进行了可视化实验研究,给出了不同影响因素对脉动热管传热性能的影响结果。     

平板回路型脉动热管启动阶段传热特性的试验研究

笔者搭建了平板回路型脉动热管可视化实验台对其启动特性进行试验研究。根据蒸发段与冷凝段之间的温差随时间的变化,将平板回路型脉动热管工作过程划分为启动、过渡和稳定工作3个阶段。试验结果表明:启动阶段传递的热量是显热;随着热负荷的增大,平板回路型脉动热管的启动时间逐渐缩短;最佳充灌率在50%左右,最佳倾斜角在50°～70°之间。工质的热物性对启动时间也有影响,λ越大,ρc越小,(dP/dT)sat越大,启动时间越短。     

表面活性剂对脉动热管传热特性的影响

本文试验研究了表面活性剂脉动热管的运行性能。采用浓度为0.125%的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液作为工质。试验结果表明,表面活性剂脉动热管的启动时间和启动温度随输入功率的增加而降低。脉动热管的传热特性与输入功率有关,且随着输入功率的增加而增强。与纯水脉动热管相比,充液率为50%的CTAB脉动热管在加热功率100 W时热阻降低52%。     

L形脉动热管启动和传热特性的研究

针对电动汽车锂离子电池发热的问题,本文提出了上部加热/底部冷却型L形脉动热管。该脉动热管具有加热段长、冷却段和绝热段短的特点。研究了在供热量为10~30 W,冷却水温度为20~30 ℃,甲醇充液率为7.1%~21.2%条件下L形脉动热管启动与传热特性的影响。实验结果表明：随着充液率的增加,该脉动热管的启动温度呈增大的趋势,而热阻呈先减小后增大的趋势。并且随着加热量的增加,启动温度、启动时间和热阻均呈减小的趋势。当充液率为10.1%~14.1%时,在10~20 W的加热量和25 ℃冷却水条件下电加热板的平均温度保持在54.7 ℃以内,表明L形脉动热管能够充分保障电动汽车电池正常工作所需温度,且显示出良好的启动和传热性能。     

微槽平板热管传热性能的实验研究

系统地研宄小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响，分析了工作温度、冷却方式等影响因素．发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小，而对轴向的影响比较明显，从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力．进一步证明了深槽平板热管具有良好的传热性能．     

AEO-9表面活性剂对脉动热管启动和传热特性的影响

本文针对脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）非离子表面活性剂,在加热功率为40、60、80、100、120 W,AEO-9质量分数为10、20、30、40 mg/kg工况下,测试了脉动热管的启动时间、热阻和蒸发段温度波动,并与去离子水进行对比。结果表明：AEO-9可以缩短启动时间,启动时间随AEO-9质量分数的增大先减小后增大,在加热功率为40 W、质量分数为20 mg/kg时启动时间最多缩短了29.2%;AEO-9可以减小热阻,加热功率较小时（≤60 W）,热阻随AEO-9质量分数的增大而增大;加热功率较大时（≥100 W）,热阻随AEO-9质量分数的增大而减小;在加热功率为40 W、质量分数为10 mg/kg时热阻最多减小了35.8%;AEO-9可以减小蒸发段温度波动,且质量分数越高波动越小,在加热功率为120 W、质量分数为40 mg/kg时温度波动幅度最多减小了68.4%。     

微通道型分离式热管传热性能实验研究

研制了微通道型分离式热管采用R134a为传热介质,针对高低温温差、充液率、安装高度差和连接管路等因素进行了实验研究,得出了各因素与单位面积换热量的变化关系.实验结果表明,热管换热量在温差为20℃时比温差为10℃时增加了106％;而系统的最佳充液率介于113％～140％,在此区间内的单位面积换热量最大;当高度差从0.75m增加到1.2m时,热管的单位面积换热量增加了267％.     

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。     

液氢温区脉动热管试验台设计

总结了前人对低温脉动热管的研究成果,同时提出了液氢温区低温脉动热管试验台的设计方法,主要包括热负荷计算和力学校核.该试验台可以研究多种参数(如弯折数、充液率、绝热段长度、加热量等)对传热性能的影响.     

并联梯形槽道板式脉动热管的启动性能研究

为分析板式脉动热管启动性能的影响因素,对一种并联梯形槽道板式脉动热管在空气强制对流冷却情况下进行了实验研究。结果表明,热管在低加热功率下的启动行为呈现冷热端温度平稳上升和跳跃两种,其中跳跃行为又分为跳跃后冷热端温度继续上升与逐渐下降两种;而热管在高加热功率下的启动行为主要为温度跳跃;同时实验还发现热管的完全启动温度随充液率及倾角的增加而增加,与加热功率无关;加热功率影响启动速度,功率越高热管启动速度越快。     

水-乙醇混合工质振荡热管的传热特性研究

分别对充液率45%、55%、62%、70%下水、乙醇两组分按体积比13∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶13混合而成的二元混合工质振荡热管的传热特性进行了实验研究,并与水和乙醇纯工质在相同充液率下的传热特性进行对比,结果表明,小充液率时,水-乙醇混合工质振荡热管烧干时热阻较纯工质小,大充液率时,水纯工质传热特性优于水-乙醇混合工质及乙醇纯工质。分析实验结果得出,水-乙醇二元混合工质振荡热管传热特性与充液率及混合工质配比有关,配比对传热特性的影响主要表现为气液平衡、物性及缔合作用。     

振荡流热管汽车散热器传热性能的实验研究

对振荡流热管汽车散热器和管带式铜质汽车散热器进行了实验研究,得到了两种散热器的传热和阻力特性,对比发现振荡流热管汽车散热器具有较好的传热性能,且风阻和水阻均小于管带式铜质汽车散热器,并进行了热平衡误差分析,实验结果对开发新型汽车散热器有一定的指导意义。     

三维脉动热管耦合相变材料的传热与节能特性研究

为研究三维脉动热管与相变材料耦合系统的传热与节能特性,本文搭建了三维脉动热管/相变材料耦合模块实验台,使用甲醇、乙醇和丙酮3种工质对充液率为34％、44％的三维脉动热管进行研究,建立了耦合模块的热阻模型,定义了耦合模块的热阻变化率;研究了在变送风温度(3～9 m/s)和速度(20～26℃)条件下耦合模块的热阻变化规律和...     

常温并联式脉动热管启动及运行特性的实验研究

针对常温并联式脉动热管搭建了采用恒温热水加热热管的实验系统,测试了以甲醇为介质,热管管径为4 mm时,不同冷却形式、加热冷却温度和充液量对热管启动特性的影响;以甲醇为介质,不同热管管径(2、4、6、8 mm)对热管等温性的影响;以及工质为甲醇和R600a,不同加热长度时(20、25、30 cm)热管的传热能力。实验结果表明:热管冷凝段采用水冷时较自然冷却启动快;较高的加热温度和较低的冷却温度有利于热管启动;热管启动时间随充液量的增加而增加。热管运行过程中在纵向和横向均具有良好的等温性,且随着热管管径的增大等温性逐渐降低。随加热温度的升高,工质为甲醇和R600a热管传热量的变化规律不同,缩短加热长度可以缓解过热度过高的不利影响。     

脉动热管实验与理论研究进展

脉动热管(PHP/OHP)是一种新型的高效传热元件,在航天领域、电子器件冷却以及节能技术方面极具应用潜力。这里首先介绍了脉动热管的特点和工作原理,然后分别从实验研究、理论研究和实际应用等方面介绍了目前该领域的研究现状。实验研究方面着重介绍了流动可视化应用以及纳米流体和功能流体通过强化换热提高脉动热管性能等相关研究热点。同时指出,目前脉动热管的理论分析受限于两相流理论的发展,主要研究重点在于非线性分析;数值模拟方面,特别是同纳米流体以及功能流体应用相结合将会成为下一个研究热点。     

平板微热管阵列的研究现状与进展

平板微热管阵列作为一种新型高效传热元件,解决了单一微热管热通量和热输运能力有限的问题,提升了热管整体的可靠性,克服了传统圆热管在应用中出现的接触面积小、形状限制、接触热阻等局限。本文总结了平板微热管阵列的内部结构、吸液芯种类、制造和封装工艺,介绍了针对平板微热管阵列性能进行的实验、理论研究及建立的数学模型,阐述了平板微热管阵列在多个领域的应用现状,并提出了进一步的研究重点,为平板微热管阵列的研究提供参考。     

微平板热管导热性能测试系统

为精确评价微平板热管的导热性能,搭建了微平板热管的热性能测试系统,该系统按功能主要分加热/冷却、信号测量、视觉采集和数据处理与记录等.为减少输入热量散失,整个测试系统在真空环境中进行,保证了热量能有效通过微平板热管输出.系统中测量了微平板热管的输入热流以及蒸发段、绝热段、冷凝段3部分的温度,通过计算得到热阻和当量导热系数两个热性参数.输入功率为2W时,对灌注工质和未灌注工质的微平板热管进行测试,结果显示:灌注工质的热管与未灌注工质的热管对比,导热系数大约提高3倍,热阻降低3.5倍.本文建立的测试系统可用于微平板热管的导热性测试及评价.