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。     

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。     

倾角对复合中空热管传热性能的影响

为了研究倾角对复合中空热管传热性能的影响,建立了复合中空热管传热性能实验装置,对相同充液比(33％)不同倾角(分别为60°、75°、90°)和不同工质(分别为纯水和无水乙醇)复合中空热管的传热性能进行了实验研究.研究结果表明:对于充液比为33％,工质为纯水和无水乙醇的复合中空热管,倾角为90°时传热性能最佳.实验研究为复合中空热管换热器的工业应用提供基础.     

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     

铜-R22分离式热管传热特性的试验研究

采用铜管模拟分离式热管蒸发段,以R22为工质,在热流密度1～5 kW/m2、蒸发温度30～60℃和蒸发段倾角10°～90°范围内,研究了这种分离式热管的传热特性.分析了热管的启动特性以及热流密度、蒸发段倾角和充液率对其传热特性的影响.结果发现:以R22为工质的分离式热管具有良好的启动性,蒸发段合理的充液率为80%～100%,在试验参数范围内,热流密度、蒸发段倾角和充液率对热管的传热性能没有明显影响.     

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。     

脉动热管水平及小倾角条件下的传热性能

为了研究脉动热管放置方式对其传热性能的影响,以超纯水作为工质,对水平及倾角为30°放置的脉动热管的传热性能进行研究,用壁面温度振荡性能和传热热阻来描述其传热能力。在不同的放置条件下,着重分析不同加热功率和充液率(35%,50%,70%)对其传热性能的影响。研究表明：水平放置时,充液率为35%和50%时脉动热管不能启动,充液率70%时可以启动运行;脉动热管在运行时存在临界热量输入值,倾角为30°时,临界值为60 W,但水平放置条件下临界值为90 W;水平放置下的脉动热管传热热阻在不同加热功率下,显著高于倾角为30°的情况;倾角为30°,充液率为35%时的脉动热管适合在低加热功率范围运行,此时传热热阻要低于充液率为50%的情况,但传热范围很窄,传热极限低;30°倾角时,与充液率35%和50%相比,高充液率70%的脉动热管整体传热性能最优。     

单回路紫铜_水脉动热管传热性能的实验研究

实验研究了单回路紫铜—水脉动热管在水冷方式和定传热功率时,冷却水流量、倾角、管径和充液率4种因素对热管传热性能,包括管壁测点温度、冷热段均温、传热温差、传热热阻和温度振幅的影响规律,得到提高传热性能的一些措施。结果显示:水平放置的单回路脉动热管无法启动;30°以上倾角管内可产生振荡,增加倾角可降低传热热阻;定加热功率下,冷却水流量存在最佳值,过大和过小都会增加传热热阻;在脉动热管允许管径范围内,增加管径可大大降低传热热阻;相同传热功率时,30%充液率热管的传热热阻明显低于70%充液率管;小而均匀的壁温振荡比大幅锯齿状振荡时的传热性能好。     

振荡热管传热性能的试验设计与多因素分析

振荡热管的传热受许多因素的影响,其传热性能与因素间的关系是复杂和非线性的。采用统计方法分析铜一水闭合回路振荡热管传热性能与充液率、倾角、热量输入间关系。首先应用中心复合设计对试验进行安排,然后采用最小二乘法拟合试验变量与响应间关系,最后采用方差分析研究3个因素及其交互影响的程度。结果显示：二阶方程模型较好地反映了传热功率与影响因素间的关系;3个因素对传热功率的影响都是显著的,其中倾角的影响最为显著,但它们的交互影响不明显;在研究的范围内,最佳充液率和最佳倾角随加热水流量的增大均有所增加。     

微槽群平板热管散热器传热性能的研究

分别选择不同的翅片间距和高度,对一种新型微槽群平板热管散热器的翅片结构进行优化,得到了热管散热器的最佳整体结构。结果表明:翅片的间距为14mm、高度为60mm时,平板热管散热器的传热性能最好。将热管、管脚以及翅片的温度与实验结果进行对比,结果吻合良好。     

一种新型微热管传热性能的实验研究

对一种新型的平板式微热管一零切角曲面微热管进行了实验研究。以热阻为基础,研究不同倾角、工质、充液比下微热管的热性能。为便于分析,将热管总热阻分解为4个部分：加热热阻、蒸发段热阻、冷凝段热阻和热沉热阻。通过实验得出如下结论：微热管总热阻的主要变化因素是冷凝段热阻和蒸发段热阻;与相应的无工质平板式换热器相比,实验件主要热阻变为热沉热阻．蒸发段和冷凝段热阻所占比例较低。根据不同的充液比和倾角。微热管传热极限分别由局部干烧和核态沸腾向膜态沸腾转化引起。实验表明。这种新型的微热管具有良好的应用前景,但是对于其机理还需要更深入的研究。     

Enhanced heat transfer with full circumferential ribs in helical pipe

This paper describes an experimental study of heat transfers in the smooth-walled and rib-roughened helical pipes with reference to the design of enhanced cooling passages in the cylinder head and liner of a marine propulsive diesel engine. The manner in which the repeated ribs modify the forced heat convection in the helical pipe is considered for the case where the flow is turbulent upon entering the coil but laminar in further downstream. A selection of experimental results illustrates the individual and interactive effects of Dean vortices and rib-flows on heat transfer along the inner and outer helixes of coils. The experimental-based observations reveal that the centrifugal force modifies the heat transfer in a manner to generate circumferential heat transfer variation with better cooling performance on the outer edge relative to its inner counterpart even with the agitated flow field caused by the repeated ribs. Heat transfer augmentation factor in the range of 1.3 ~ 3 times of the smooth-walled l     

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。     

一种新型可变导热管传热与控制温度机理分析与实验

首次提出了一种新型可变导热管换热装置,用于增压沸腾流化床发电系统中出灰管的冷却与温度控制。分析与实验表明：在出灰管内灰渣流动不稳定,即外界加热负荷或者冷却条件显著变化时,热管的工作温度几乎不变,能够控制在要求的范围内;热管工作温度随充气量增大而增高,但控制温度特性没有明显改变;与常规热管不同,可变导热管内蒸汽温度沿冷凝段轴向显著变化,蒸汽凝结受到了抑制,热管传热量有所减少。     

热管式导热油加热炉的研制

介绍了一种新型热管式导热油加热炉的工作原理,性能及结构特点,该加热炉采用高温热管为主,配以部分中,低温热管作为传热元件,具有独特的优点和显著的节能效果,有着重要的推广价值和广阔的应用前景。     

间隔热源加热下新型热管冷板内部汽液两相流动与传热的数值模拟

为了有效解决阵列行波管的多热源、高热流散热问题，研制了一种结构全新的热管冷板。建立了热管冷板内部汽液两相流动与传热的两相流模型，并采用IPSA算法对间隔热源加热下热管冷板的内部流动和传热特性进行了数值模拟。通过数值模拟和试验验证，考察了该热管冷板的初步运行性能，为其实际应用提供了依据。图8表1参9     

热管用于笔记本电脑智能温控散热的分析

随着笔记本电脑性能的不断提升,传统的单一风冷散热已经满足不了要求,传热性能优越的热管便应用于笔记本电脑散热。分析了热管用于智能温控散热系统的传热机理,并建立了传热模型．分析了用于笔记本散热的热管的热阻和总传热系数,结合实例进行了定量计算。计算结果表明热管配合智能温控风扇,能很好满足笔记本散热的要求。     

Improvements of gravity assisted wickless heat pipes

The performance of conventional gravity assisted heat pipes and modified heat pipes with a separator in the adiabatic section is investigated experimentally. Heat pipes with a three layered wick in the evaporator section, in addition to the separator, are investigated. The performance of the modified heat pipes was compared to a reference gravity assisted heat pipe. Experiments were conducted on heat pipes of three lengths with a common diameter at constant evaporator and condenser lengths. The effect of varying the adiabatic length was, thus, investigated distinctly in normal heat pipes and in modified heat pipes with a separator. Water was employed as the working fluid in all heat pipes. The experimental program included five inclination angles and a heat flux range form 5 to 32 kW/m². The presence of the adiabatic separator caused a marked improvement in all heat pipes tested for all lengths and inclination angles. A pronounced reduction in heat pipe evaporator temperature was obtained, which is accompanied by an improvement in the heat transfer coefficient. A correlation was developed for prediction of the heat transfer coefficient for gravity assisted heat pipes with an adiabatic separator. The correlation took into consideration the effect of the varying adiabatic length. The correlation was in good agreement with the experimental data.     

污水在纳米涂层管内的流动与换热特性

采用新型纳米抗垢涂料是解决城市原生污水冷热源系统污垢的有效措施之一。本文通过工程现场的实验,对XK-368钛纳米聚合物换热器专用涂料涂层管在污水冷热源系统中的流动与换热特性进行了测试。实验结果表明,在工程应用范围内,相同的广义雷诺数下,纳米涂层管的流动阻力系数约为普通无缝钢管的93%;对流换热系数约为普通无缝钢管的89%。这主要是由于涂层表面较为光滑,导致管内污水层流底层的厚度较普通无缝钢管大所引起的。