基于表征测量的太阳能重力热管传热性能测定与优化研究

依据《GB/T 24767—2009太阳能重力热管》进行基于表征测量的太阳能重力热管传热性能测定与优化研究,主要工作包括建立表征数据与太阳能重力热管传热性能关系模型,搭建相应检测装置,通过实际检测结果比对进行模型的验证,并根据检测结果提出相应的重力热管技术优化方法。测试结果表明,检测装置能够测量得到传热性能计算所需表征数据,操作简单,测试精度达到标准要求,为太阳能重力热管的出厂检测提供符合国家标准的检测方法和检测装置。     

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.     

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。     

CPC内聚光式热管集热管温度特性研究

为提高太阳能热水系统的输出温度,将CPC聚光技术应用于热管式真空集热管中,开发了一种新型的CPC内聚光式热管集热管。对该集热管建立数学模型,模拟计算其传热过程,获得了导热肋片温度、热管冷凝段温度等参数随太阳辐射强度的变化规律,并通过试验验证了数学模型的可靠性;与常规热管式真空管集热管传热特性相对比,证实了该集热管可大幅提高太阳能热水器输出温度。     

热管式蓄冷器的设计与热动力学分析

为强化相变蓄冷材料传热,将脉动热管技术与相变蓄冷技术相结合,设计一套脉动热管相变蓄冷装置。采用脉动热管可强化传热,提高形核率,加快结晶速率,减少蓄冷时间。该装置将脉动热管蓄冷装置与相变材料相耦合,使脉动热管相变蓄冷器的传热得到强化。相变蓄冷系统的蓄放冷性能与相变材料的相变过程、传热方式密切相关,本研究对脉动热管传热机理进行探析,建立了精确、通用性较高的理论模型,揭示了传热机理,为脉动热管蓄冷装置的模拟和实验提供指导。     

萘重力热管在熔盐中传热特性实验研究

为了获得热管在熔盐中的传热特性,通过实验分析萘重力热管在混合熔盐中的传热特性,研究蒸发段熔盐温度、冷却水进口温度及流量等参数对重力热管传热性能影响.结果表明:萘重力热管在熔盐中可稳定运行并实现熔盐的释热过程;热管蒸发段熔盐温度对热管性能影响最大,提高盐温可缩短热管启动时间、升高热管内工质工作温度并有效提高热管传热功率;...     

工业实用钢-水重力热管的研究

本文对钢水重力热管的传热过程进行了理论分析,建立了实用钢水重力热管最大传热量的理论模型.并在实验室对工业常用的钢水重力热管进行实验研究,确立了计算最大传热量的计算公式,得到了重力热管的最大传热量与管径、倾角、工作温度之间的定量关系,从而可指导重力热管在工程上安全应用.图7     

分离型热管与太阳能利用

热管是一种传热性能极好的传热元件,分离型热管是近年发展起来的一种新型重力式热管。它将蒸汽流道与液体流道分开,减少了流体碰撞压力损失,其蒸发器和冷凝器可以在一定的高度差下远离,并且可以做得很大,所以它比单支型热管更适用于太阳能利用装置。     

热管换热器在节能中的应用

<正> 热管换热器的主要部件是热管。热管是一种高效能传热元件,它是以工质的相变潜热的变化来传热的,蒸汽是热的输送体。。冷凝液体的回流基本有以下三种:靠输液芯,重力及离心力(图1—3)。     

热管式吸热器单元热管传热的数值模拟分析

热管式吸热器的热性能分析对吸热器设计有着重要意义，但由于其相变过程与热管传热的耦合作用十分复杂，至今仍是很少有人深入研究的领域。本文基于焓法建立单元热管耦合传热的物理和数学模型，模拟计算了热管壁温、蓄热容器壁温、循环工质出口温度及相变材料熔化率等参数，并与基本型吸热器进行比较，验证了热管吸热器明显改善了温度分布的均匀性和相变材料的熔化率。     

弯折和倾角对微槽道扁平热管传热特性的影响

研究了弯折和顺重力倾角对具有梯形微槽道的铝—丙酮扁平热管传热特性的影响,搭建了可变重力倾角热管传热性能实验台,在冷凝段采用第三类边界条件下进行测试。结果表明,顺重力倾角可显著提高热管传热极限,30°及以上的倾角可使传热极限从40 W左右提高至90 W以上,同时热阻在高热流时达到0.1 K/W的低位。弯折可有效降低热阻,30°弯折可使热阻整体降低23.6%以上,从而提高等效导热系数,在高热流和小倾角下效果更佳,最大等效导热系数可达1.47×10~4 W/(m·K)。在热管设计与应用时,合适的弯折和倾角可帮助提高热管传热性能。     

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%。     

大连太阳能热水器厂的新产品

大连太阳能热水器厂是太阳能行业的后起之秀,该厂1982年开始小批量试生产一种先进的新型产品——TRH-P2型热管太阳能热水器。这种热水器采用铝-丙铜重力热管作集热和传热元件,它有抗冻性好,热效率高,寿命长等优点。热管全长1580毫米,外径16毫米。其加热段长1200毫米,带有宽80毫米的翅片。管子与翅片     

热管置入式墙体传热优化研究

提出一种新型被动式太阳能利用技术——热管置入式墙体。通过理论分析和实验测试对其传热性能进行优化研究,考察热管管径、蒸发段长度比、充液率等因素对热管置入式墙体传热性能的影响。研究表明,平均等效传热系数与热管外径近似成线性关系,在热管置入式墙体结构允许的条件下宜选用较大管径,蒸发段长度比的最佳范围为67%~80%;重力热管充液率对热管置入式墙体等效传热系数的影响显著,最佳充液率范围为30%~40%。     

某超长重力热管提取地热技术的试验分析及改造措施

针对现场热管井实例,分析影响碳钢-水超长重力热管热传输性能的原因。通过对热管井结构方面的改造,提高其传热性能。并对热管井结构和工质进行了展望。该研究可为超长重力热管提取深层地热能的有效应用提供依据。     

开启式重力热管传热特性的实验研究

对φ38 mm×3 mm,长1 600 mm的开启式碳钢-水重力热管进行了传热性能的实验研究.实验为0.02～0.8 MPa,2.5～9.6 kW.对负压下开启武重力热管的传热性能首次进行了研究,发现负压与正压的传热规律相似,但传热性能较正压差.实验结果表明,开启式热管具有较好的传热特性,性能稳定,可作为高温烟气余热锅炉的传热部件.根据实验数据回归了开启式重力热管沸腾换热系数实验关联式,可用于工程实际.     

全自动太阳能重力热管真空灌装系统的设计

太阳能重力热管真空灌装技术是太阳能重力热管热水器的关键技术,而传统热管工质液的灌装以手工为主,其工质液的灌注精度、热利用率、热管寿命以及生产效率等都存在不足。本文针对这些不足,通过调查法和实验法等多种手段,研究出了一种全自动太阳能重力热管真空灌装系统,结果表明,该系统可有效克服这些不足,达到较好的节能效果。     

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.     

相变蓄热复合传热强化技术综述北大核心CSCD

相变材料(PCM)通过在相变过程中吸热或放热实现热能的存储与释放。相变材料在热能存储和热管理领域凭借其相变区间温度稳定、储能密度大受到了广泛认可。然而,相变材料普遍存在热导率低的问题,需要结合传热强化技术进行改善。在采用某一种强化技术的基础上,两种或多种传热强化技术相组合的“复合强化技术”成为目前传热强化与相变蓄热性能改善的研究热点。本文通过对相关文献的分析,综述了目前复合传热强化技术的研究进展,包括以翅片为基础,分别结合热管、纳米颗粒、多孔材料和梯级蓄热,以及多孔材料结合热管、纳米材料和梯级蓄热等多种复合方式。分析表明:通过将热管与翅片或多孔材料混合使用,可以达到传热强化最佳效果;纳米颗粒与翅片或多孔材料的混合使用比同等条件下单独使用纳米颗粒更有效;采用梯级蓄热与翅片或多孔材料相结合相较于单独采用梯级蓄热具有更快的蓄/放热速率和更加均匀的换热流体出口温度。建议对其他可能的复合传热增强技术进行深入研究,并通过实验验证、优化蓄热系统的结构设计和具体参数探讨对蓄热性能的影响。     

重力热管内部相变及传热传质过程的数值模拟

重力热管内部包含复杂的两相流动以及相变传热过程,传统理论分析及实验手段不能直观给出其内部流动、相变、热质传递的详细信息。采用VOF(volume of fluid)多相流模型对重力热管内气液两相流动及传热进行模拟,捕捉到蒸发段气泡产生、合并、长大、上升,以及冷凝段壁面附近液滴形成、合并、下滑、汇集到液池的全过程,得到的壁温分布与实验测量值对比体现良好一致性,表明数值模拟的正确性。同时,以热阻、传热量和热效率为评价标准,研究不同充液率和倾斜角度下对重力热管运行性能的影响。结果表明:在所研究的参数范围内,随着充液率的增加,热阻逐渐减小,冷凝段传热量逐渐增大。且工质初始充注量充满蒸发段时热管性能较好;倾角对热阻的影响不明显,冷凝段传热量和热效率均随倾角增加而增长。