低合金钢-碱金属热虹吸管相容性的研究

对低合金钢１５ＣｒＭｏ、１２ＣｒＭｏＶ及不锈钢和碱金属制作的高温热虹吸管进行了２０００ｈ寿命试验。检验结果表明，热虹吸管冷却段的腐蚀比加热段严重，在低合金钢１５ＣｒＭｏ管内壁以均匀腐蚀为主，１２ＣｒＭｏＶ的管内表面存在有分散的缝隙形腐蚀坑，而不锈钢由于铬的选择性溶解，使晶界呈喇叭状粗大后，导致晶粒脱落。低合金钢热管使用２０００ｈ的腐蚀深度一般均在６０μｍ以下，该腐蚀对热管的寿命有较大的影响。分析认为，该腐蚀主要与热管内残余气体中的杂质氧有关，因此须完善热管制作中的抽真空和提纯工艺。     

密闭式热虹吸管的传热机理研究

热管理论及其应用的迅速发展,无论从原理上还是结构上都给热管以更为广泛的含义。其传热性能优良、工作性能可靠,因此可用作地面上各类传热设备中的高效传热元件。目前对于超临界工质热管的研究总体上还处于起步阶段,更全面、更深入地研究超临界工质密闭式热虹吸管的传热特性就显得尤为重要,以便为工程设计提供可靠的依据。     

一种高等温两相闭式热虹吸管的瞬态特性

介绍了一种具有工作阱的两相闭式热虹吸管的结构和特点。通过观察实验,将热虹吸管的启动模型简化为蒸汽温度只随时间变化的非稳态模型,通过数值计算求解热虹吸管内蒸汽随时间的变化关系。将热虹吸管的工作阱作为研究对象,数值计算得到的温度响应作为工作阱的温度边界条件,利用FLUENT求解工作阱内温度及压力分布。结果显示计量阱内除管口位置外具有良好的等温特性。将模拟值与实验值进行比较,计算值和测量值吻合较好,最大偏差出现在响应时间为100 s左右,温度偏差为3.7 K。模拟和实验均证明工质充灌量对具有工作阱的两相闭式热虹吸管的启动性能影响不大。     

两相闭式热虹吸管的流动与传热特性研究

对两相闭式热管内的流动与传热特性进行数值模拟.分段建立热管内的流动与传热方程,通过编写程序对控制方程进行求解.采用离散液膜下降高度方法,联合利用复合辛普森数值积分和四阶龙格库塔数值微分方法成功地实现模型求解过程.将热管内充液量、饱和蒸汽温度和加热段热流密度作为影响因素进行数值计算.在分析中考虑下降液膜和上升蒸汽之间界面剪切力的影响.数值计算结果发现,尽管界面剪切力有时对传热过程的影响不大,但冷凝段和蒸发段的液膜都有所增厚,模型预测结果与实验测量值吻合程度有所改善.数值模拟结果表明,综合考虑热管内界面剪切力和总体充液量对热管流动与传热特性的影响是有必要的,由此获得的传热特性关联式更符合实际情况,可以为热管换热器的性能计算和设计提供指导.     

甲醇、丙酮及其二元混合工质脉动热管的启动特性

以甲醇、丙酮以及二者体积比1：1混合组成的甲醇/丙酮混合液为工质,对脉动热管在不同加热功率和充液率下的启动特性进行了实验研究,结果表明：在低加热功率下时,甲醇/丙酮混合工质的启动时间比丙酮长,比甲醇短,适当增加启动功率可以明显缩短脉动热管的启动时间,但是对丙酮及混合工质的启动温升影响不大;在60W高加热功率下时,3种工质的启动方式均为温度突变型,其中混合工质的启动时间最短,并且增加启动功率可以明显地提高混合工质脉动热管的启动温升;充液率对脉动热管的启动方式影响较为明显,丙酮和混合工质的启动温升均随着充液率的增加而逐渐减少,在中低充液率（≤50%）下,二者属于温度突变型启动,而在80%高充液率下,其启动方式变为温度平稳过渡型启动。     

PR方程结合vdW混合法则推算二元及三元HFC/HC混合工质

以PR方程结合vdW混合法则,利用建立的二元相互作用系数kij差值关联模型,对11组二元HFC/HC混合工质及5组三元HFC/HC混合工质（HFC32 / HFC125 / HFC134a,HC290 / HC600a / HFC32,HFC125 / HFC143a / HFC134a,HFC32 / HC290 / HFC227ea,HFC32 / HFC125 / HC290）气液相平衡性质进行了推算,并与文献实验数据比较,对压力计算的平均相对偏差分别为2.225%、8.317%、1.433%、0.403%、1.71%,对气相组分计算的平均绝对偏差分别为0.0086、0.0132、0.0054、0.0071、0.0089。结果表明该方法可用于推算二元及三元HFC/HC混合工质气液相平衡性质。     

两相闭式热虹吸管传热极限的实验研究

本文对大型热虹吸管进行了各种不同工况的传热极限实验,取得了238组不同条件下的极限实验数据。根据液阻限制极限功率的机理,考虑到热虹吸管的特点,给出了适用范围较宽的热虹吸管两相流液阻判据式和计算极限功率关联式,误差不超过20％。同时还给出了分别适用于几种工质的简便计算式。     

管板结构脉动热管冷却动力电池的传热特性

开发经济、高效和可靠的电动汽车电池冷却方案是其大规模商业化过程中需要解决的关键问题之一。本文提出并设计了一种对动力电池进行热管理的管板结构脉动热管装置,选用乙醇、水及两者二元混合物为工质,对不同加热功率、充液率和乙醇-水混合比下脉动热管的传热特性进行了实验研究。结果表明,使用乙醇-水混合工质的脉动热管表现出更好的启动和传热性能。在充液率为30%、加热功率为48W时,电池的平均温度可以控制为44℃;电池的表面平均温差可低至1.5℃,表现出较好的均温性。对乙醇-水二元混合工质强化脉动热管传热的机理分析表明,两者具有的互补热物性特征和热管内部混合工质浓度梯度引起的逆Marangoni流是改善脉动热管传热性能的主要原因。     

二元羧酸稀土热稳定剂的合成和应用研究

通过双滴加法制备了一系列二元羧酸稀土盐，采用稀土离子滴定测定产物的产率，用红外光谱检测其结构，并通过刚果红法和热烘法两种热稳定试验方法研究了二元羧酸稀土盐对聚氯乙烯（PVC）的热稳定作用，并与硬脂酸稀土、二聚酸钙等热稳定剂作了比较。结果表明，二元羧酸稀土盐能有效延长PVC的热稳定时间，减缓PVC的变色速度，尤其是二聚酸镧碱式盐（Ⅱ）可使PVC刚果红变色时间长达74min，180℃热烘90min基本不变色；不同稳定剂对PVC热稳定效果的对比发现相同酸根的镧盐热稳定效果比铈盐好，己二酸的稀土盐热稳定效果差于二聚酸的铈盐，二聚酸碱式盐热稳定效果好于二聚酸正盐。     

两相闭式热虹吸管冷凝换热规律的实验研究

本文通过可视化热虹吸管实验,拍摄了冷凝段内部冷凝液的各种基本流型和特殊流型,设计了试验用多节风冷热虹吸管以及相应的风道系统。采用自行组装的高精度微机控制的测试系统测量温度,对不同工质(水、乙醇、丙酮、氟里昂-11)热虹吸管进行了不同工况的实验。获得了各种工程实际工况下的冷凝换热系数,还获得了冷凝换热系数随热流密度、蒸汽压力变化的规律以及沿2.5米长冷凝面长度上的变化规律。实验结果表明,热虹吸管的冷凝换热系数在很大范围内偏离努塞尔特理论解。本文结合可视化实验,对其进行了分析。     

热虹吸管蒸发段内部强化传热的研究

针对工业上应用最多的热虹吸管，其蒸发段常出现大汽泡、弹状流沸腾而引起的不稳定振动以及壁温波动现象进行研究，为改善热虹吸管蒸发段内部的传热性能，进一步提高其传输功率，提出了一种强化传热方法，即在热虹吸管内部插入一根同轴的多孔管，并对同轴多孔管蒸发段的强化传热机理进行了研究，同时通过可视化和性能试验进行了验证，得出了较好的结果。     

中温水平环路热虹吸管传热性能实验研究

研制了一套中温水平环路热管(HLTS)。采用导热姆作为传热工质,搭建了其传热性能实验平台,考察了该HLTS的启动和传热性能。实验结果表明:U形段液封结构可有效避免热管内部两相工质的双向流动,提升其传热性能;充液率对环路热管传热性能影响较大,初始充液率为45.5%,加热功率为150W时,启动温度为130℃,启动时间为29min,启动性能优于初始充液率为70.5%工况;工作温度为200~400℃时传热热阻0.91~0.69℃/W,传热性能较好。该HLTS可移植和放大,设计用做槽式集热管,实现热管在太阳能中温热利用领域的高效利用。     

基于热管技术的锂离子动力电池散热系统

基于对大功率锂离子动力电池温升和温度场分布的研究,设计了一种基于热管技术的锂离子动力电池散热模块。实验结果表明,采用所设计的散热模块能够有效降低电池壁面温度,使其壁面最高温度低于40℃,与无热管理条件相比降幅高达10℃,满足锂离子动力电池最佳工作温度范围。对散热模块与纯热管的散热性能进行对比,发现散热模块比单纯使用热管的散热效果和均温效果更好。此外,采用有限元模拟软件Fluent分析复合风冷翅片和U型热管模块蒸发段几何尺寸对散热模块性能的影响,发现复合风冷翅片能够有效提高模块散热性能以及不同的蒸发段几何分布会影响电池壁面温度和温度场分布。当U型热管蒸发段的垂直段和水平段长度比为1时,散热模块散热性能最好。     

溶液聚合二元丁二烯-苯乙烯共聚物的研究

以正丁基锂（ｎ－ＢｕＬｉ）为引发剂,环己烷为溶剂,ＴＨＦ、２Ｇ、ＴＭＥＤＡ为结构调节剂,合成了溶液聚合二元丁二烯、苯乙烯共聚物。研究结果表明：合成的共聚物不同嵌段微观结构不同,和普通溶聚丁苯橡胶相比,该共聚物不仅具有良好的物理机械力学性能同时具有低滚动阻力和抗湿滑性能。     

乙醇对不抽真空重力回路热虹吸管凝结换热影响的实验研究

实验研究了添加乙醇对含大量不凝气体回路热虹吸管凝结换热的影响. 结果表明,重力回路热虹吸管内添加0.5%?1%(?)乙醇,会在凝结液膜表面形成Marangoni效应,促进局部凝结换热,冷凝管前段的局部换热量提高约9%;乙醇添加量大于1.5%时,乙醇无法完全凝结从而形成新的不凝气体,引起系统工作压力升高,蒸发器蒸汽温度升高,且乙醇含量越大,工作压力越高;乙醇含量为5%时,系统工作压力比纯水时提高64%.     

1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯+甲醇/乙醇+水三元工质溶液混合焓的测量及预测

采用绝热量热法测量了由离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯([bmim][DBP])分别与CH₃OH、C₂H₅OH和H₂O所组成的3个二元工质溶液体系[bmim][DBP](1)+ CH₃OH(2)/C₂H₅OH(2)/H₂O(2),以及2个三元工质溶液体系[bmim][DBP](1)+ CH₃OH(2)/C₂H₅OH(2)+ H₂O(3)在298.15 K和常压下的摩尔混合焓H_m^E。利用Gibbs-Helmholtz方程和NRTL活度系数模型,对每个二元溶液体系摩尔混合焓的实验数据进行关联,获得模型方程中的组分作用参数。摩尔混合焓的模型拟合值与实验值的平均相对偏差分别为1.81%、1.44%和0.72%。在此基础上预测了2个三元工质溶液体系的摩尔混合焓。结果表明:三元工质溶液体系的摩尔混合焓在实验浓度范围内均为负值,混合为放热过程。表明三元工质溶液具有成为吸收制冷循环新工质溶液的基本特征;采用NRTL模型预测2个三元溶液体系摩尔混合焓的计算值与实验值的平均相对误差分别为2.31%、2.49%。     

碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物的分离方法

讨论了分离碳酸二甲酸－甲醇二元共沸物的各种方法，重点介绍了最有工业化前景的萃取精馏法，并对萃取剂的选择作了较为详细的讨论。     

乙醛-水二元系的汽液平衡研究

在常压拟静态条件下,用泵式沸点仪测定了乙醛-水二元体系在不同液相组成时的沸点,选用Wilson方程,用“乙醛虚拟饱和蒸汽压法”,对所测数据进行关联,从而建立起含甲醛多元系的汽液平衡热力学模型。模型推算结果表明该法的计算值与文献值吻合良好。     

新型PVC热稳定剂——二元羧酸盐的研究

通过碱中和法制备了己二酸钙、癸二酸钙、癸二酸锌和复分解反应法制备了二聚酸钙，并通过红外检测和元素分析证明了二元羧酸盐的结构，采用刚果红法与热烘法研究了二元羧酸盐对PVC的热稳定作用。结果表明，二元羧酸盐都有不同程度的热稳定性。由于二元羧酸锌存在严重的“锌烧”缺陷，刚果红试纸变色时间较与其有相同羧酸基的钙盐短，如癸二酸钙为37．0min，癸二酸锌为8．0min。几种二元羧酸钙中癸二酸钙对PVC的热稳定效果最好，当其含量达到1％时，对PVC已具有较好的热稳定性效果。