两相闭式热虹吸管的强化传热

介绍了在蒸发段内置铜弹簧的两相闭式热虹吸管(强化管)新型结构.研究强化管的传热性能,并与光滑管进行了比较.在实验中强化管与光滑管的蒸发段充满了去离子水,并测定强化管与光滑管在200 W、275 W、350 W、425 W、500 W加热功率下的传热性能.结果表明:强化管在蒸发段与冷凝段的温差比光滑管的低,且温度分布较为均匀.根据实验数据,强化管的等效对流传热系数比光滑管的增加了10%～15%,传热效率提高了8%～14%.最后对强化管实验数据进行回归整理,得到内置弹簧的强化管的等效对流换热系数与加热功率的关系式.     

两相闭式热虹吸管最佳传热工况的数值分析

为了提高两相闭式热虹吸管的传热效率,在不同工作情况下利用FLUENT模拟软件对两相闭式热虹吸管进行数值模拟,主要考察两相闭式热虹吸管蒸发段的壁温、充液率对传热效率的影响。结果表明,当两相闭式热虹吸管的蒸发段壁温为570K,并且其蒸发段的充液率为50%时,两相闭式热虹吸管的传热效率最佳。     

微通道内纳米流体的流动与换热特性

以不同浓度的TiO2-水纳米流体和水为冷却工质,在扇形微通道热沉内进行流动和换热特性模拟和实验研究. 模拟采用有限体积法的两相混合模型,搭建了能测量纳米流体流量、进出口压降和温度、底面加热膜温度的实验系统;工质在微通道内的雷诺数处于207~465,加热膜热流密度为2 × 106 W/m2 . 结果显示:在扇形微通道内,纳米流体的摩擦阻力系数随Re变化趋势与水相似,且均比水大;随着Re的增大,各工质的摩擦阻力系数下降. 纳米流体的传热性能强于水;随着TiO2纳米颗粒浓度和Re的增大,Nu升高,纳米流体的强化传热能力随之提高.     

重力热管基于VOF模型的传热特性研究

采用Fluent软件选用VOF模型,并加载自定义函数(UDF),实现重力热管内部的相变传热过程,对重力热管进行数值模拟分析.研究结果表明：Fluent可以将重力热管内部相变过程较好地呈现出来.当加热功率为60 W时,换热系数达到最大值;当加热功率继续增加到80 W时,换热系数逐渐下降.当充液率在0.20～0.24范围时,随着充液率的增加,等效对流换热系数也增加;当充液率在0.24～0.32时,等效对流换热系数逐渐降低;充液率为0.24时,等效对流换热系数最大.当倾角在30°～60°时,等效对流换热系数随倾角增大而增大;当倾角在60°～90°时,等效对流换热系数随倾角增大而减小;倾角为60°时等效对流换热系数最大.     

小空间热虹吸管传热分析与试验

对电子元器件散热和太阳能应用中的小热管内汽液两相流动与传热作了分析 ,进行了小直径圆型和扁型热虹吸管 ( 4× 0 8、 6× 0 8、 8× 1 0mm)传热性能试验 ,热管壁面温度的波动和热管传热能力与热管内汽液两相流动及流型变化有关 .高热源温度时 ,热管传输功率大 ,流型为塞状流 ;低热源温度时 ,流型为条状流 ;扁型热管传热功率比圆型热管低     

工质对180～230 K低温环路热管工作特性的影响

摘 要：低温环路热管（Loop heat pipe, LHP）是一种高效的两相传热装置,常被用在航天热控系统中。为探究用于空间探测项目中180～230 K环路热管的合适工质,采用乙烯、乙烷和丙烯为工质对LHP在不同热沉温度下的启动特性、工作温度对热负荷增大的响应变化及稳态传热热阻进行了实验研究。实验和分析结果表明启动前蒸发器和补偿器温度低于工质临界温度至少10 K时,LHP均能以5 W的热负荷成功启动。启动前蒸发器温度相近时,乙烷LHP和丙烯LHP的启动温升均在2 K以内,乙烷LHP启动时间短于丙烯LHP,工质汽化潜热和液体粘度差异是造成LHP启动时间差异的重要因素。工质对LHP工作温度随热负荷增大的响应影响不明显：蒸发器温度均随热负荷的增加而先减小后增大,最低工作温度出现于20～30 W,LHP达到稳定状态的时间随热负荷增大而缩短。工质能明显的影响LHP的稳态传热热阻,工质在外环路的压降是其影响LHP稳态传热热阻的重要因素,而工质的气相压降占外环路总压降的绝大部分：小的气相压降对应小的稳态传热热阻,同热负荷下的乙烯LHP气相压降小于乙烷LHP和丙烯LHP,且气相压降均随温度升高而减小,对应的乙烯LHP稳态传热热阻小于乙烷LHP和丙烯LHP,且传热热阻都随温度升高而减小,实验得到的LHP最小稳态传热热阻达到0.21 K / W。     

梯形硅基微通道热沉流体流动与传热特性研究

以去离子水为流动工质,对梯形截面的硅基微通道热沉进行了流体流动与传热的实验研究.通过测量流体的流量、进出口压降与温度、热沉底面加热膜温度,获得了梯形硅基微通道热沉在不同体积流量、不同加热功率条件下流体流动与传热特性参数.实验得出,梯形微通道的流体传热特性值与经验公式预测值相比存在明显的差异,梯形微通道角区对流体流动与传热有重要影响.最后,在实验基础上根据经验公式修正得出层流条件下的梯形硅基微通道的对流换热关联式.     

单井地热供暖关键因素分析

基于地热井内流体的流动换热方程以及岩石的能量方程,研究井直径、岩石导热系数、井深和地温梯度对采出水温度和采热功率的影响. 结果表明：单井采出水温度、采热功率和岩石温度场均随时间衰减,第1、10、20个供暖季对应的平均采热功率分别为755.01、660.02、639.42 kW,上述数据可用于热泵选型. 对于20 a的供暖期,当两井间距为200 m时不会产生热干扰;岩石导热热阻远大于井内对流热阻和井壁导热热阻,降低岩石的导热热阻是提高采热功率的最有效手段;增加井直径和岩石导热系数可以降低岩石导热热阻;岩石导热系数每增加0.5 W/（m·K）,采热功率增加100 kW;增加地温梯度和井深可以增大岩石和流体之间的传热温差,提高采热功率;地温梯度每增加10 K/km,采热功率增加213.54 kW.     

区熔连铸法制备单晶铜的铸型温度场分布

利用区域熔化-热型连铸法制备单晶铜线材这项新技术中,能否通过控制不同的加热功率和牵引速度来控制铸型温度场的合理分布是成功生产单晶线材的关键.本实验在加热功率为7 kw,8 kw和9 kw,牵引速度为40 r/min,60 r/min,80 r/min和100 r/min,对金属钼丝牵引的铸型温度和型口温度进行了测量,并对每组线材的组织演化过程及单晶的生长方向进行观察、分析和标定. 结果显示,铸型温度主要受加热功率控制,而型口温度主要受牵引速度的影响;当加热功率与牵引速度在一定范围内匹配时,铸型温度场分布合理,可在一个较大的工艺控制范围内生产出无限长小直径单晶铜线材.     

PEG6000辅助微波-稀H_2SO_4溶液预处理花生壳工艺优化研究

在非离子表面活性剂PEG6000存在的情况下,利用微波-稀H2SO4溶液对花生壳粉进行预处理,考察稀H2SO4溶液质量分数、微波功率、加热时间和PEG6000添加量对预处理的影响.结果表明,最佳预处理工艺为:稀H2SO4溶液质量分数为4%,微波功率为640 W,加热时间为45min,PEG6000添加量为8%.在此条件下,还原糖含量为23.67 mg/mL.     

关于低温余热回收装置热管的研究与运用

热管是一种高效的传热设备,在节能、新能源的开发及利用等方面获得了日益广泛的应用.热管内工质的流动属有限空间的汽液两相流,流动极其复杂,是国内外比较关注的前沿学科,理论基础尚不完善,目前也只是通过高精的测试仪器采集数据分析结果,还无法从物理模型中得到统一的数学模型,所以仅用数值模拟的方法,所得到的结果很难具有一定的说服力.本文通过透明的玻璃热管可视化实验探索热管内部汽液两相流的流动特征、换热机理和启动时间,归纳出热管工质,充注率因素对热管传热性能的影响,研究发现采用低相变工质和30%~35%充液率更能节能,并运用于生产实际.     

微波法制备活性炭负载金属催化剂的表征分析

利用微波能制备活性炭负载铜、锰催化剂并进行热重、元素组成、晶体结构及表面形貌等表征测试.结果表明,过渡金属的负载可一定程度提高活性炭的失重温度,热重分析为催化剂的催化温度上限提供了依据.活性炭中存在硅、铝、铁等杂质元素,同时有一定量的氧元素存在.微波法制备的两种炭载金属催化剂中分别形成了单质铜晶体和单质锰与其氧化物的共存晶体,粒径尺寸分别为22.4 nm和30.92 nm,大量晶粒的聚积形成了催化剂表面微米级的金属颗粒,计算分析证明微波可穿透金属颗粒.实验研究表明300 W微波功率下活性炭载铜催化剂的制备效果较好,而400 w适合于活性炭载锰催化剂的制备.     

氧杂蒽二酮合成条件探索

以苯甲醛和1,3-环己二酮为原料,以乙醇为溶剂,采用常规合成方法、无溶剂研磨法和微波法3种方法合成氧杂蒽二酮,最高收率分别为69%、50%和75%。对3种方法进行对比分析发现,微波法产率高,操作简便。微波法中苯甲醛和环己二酮的摩尔比为1∶2,微波功率为230 W,反应时间为15min。     

响应面法优化微波-超声耦合双水相提取茶多酚工艺

通过相分配系数法确定由乙醇与硫酸铵组成的双水相体系,采用微波-超声辅助双水相体系对绿茶末中的茶多酚进行提取,并研究了固液比、提取温度、微波时间、微波功率、超声时间和超声功率等6因素对茶多酚提取率的影响,结果发现微波与超声功率对结果的影响不显著.因此,在单因素试验的基础上,借助Box-Behnken设计了3水平4因素试验来优化提取茶多酚工艺参数,得出最佳工艺条件为:固液比1∶60,提取温度63℃,微波时间4 min,微波功率400 W,超声时间7 min,超声功率400 W,茶多酚提取率为17.43%.     

腹板开孔轻钢龙骨复合墙体传热性能试验

为进一步探讨优化轻钢龙骨复合墙体传热性能的有效途径,扩大其在我国寒冷地区的应用,采用热电偶测温方法进行了腹板开孔、带外保温层腹板开孔轻钢龙骨复合墙体传热性能的试验研究,重点考察了墙体的传热系数和测点温度,并与有限元建模分析所得墙体的平均传热系数和测点温度进行细致对比.结果表明:腹板开孔可以降低轻钢龙骨墙体的热损失,从而削弱龙骨所在部位的热桥效应,显著提高墙体的保温性能.两种试验方案的墙体传热系数分别为0.315W/(m2·K)、0.250W/(m2·K),可以满足我国寒冷地区居住建筑围护结构节能50%的传热系数限值要求.     

35K两级高频脉管制冷研究：Ⅱ.实验验证

针对空间35K温区探测器的冷却需要,结合回热器数值计算软件REGEN3.2的计算分析,自行研制了一台第二级脉管采用低温惯性管和低温气库的热耦合型两级高频脉管制冷机.实验研究了充气压力、工作频率、输入功率等对第二级脉管制冷机性能的影响.实验得到35K下最佳充气压力为1.26MPa,最佳工作频率为40Hz,从而验证了理论计算结果.实验结果表明,在充气压力为1.26MPa,工作频率为45Hz,输入功率为135W的条件下,获得了27.4K的最低无负荷制冷温度;在充气压力为1.36MPa,工作频率为40Hz,输入功率为205W的条件下,制冷机在35K获得了0.45W的制冷量.     

V型直链淀粉-月桂酸钠复合物的制备方法研究

以B型淀粉和月桂酸钠为原料,分别采用热溶液复合-冷却沉淀法(A)、热溶液复合-乙醇脱淀法(B)和混合溶剂复合法(C)制备得到了V型直链淀粉-月桂酸钠复合物.应用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和红外光谱(IR)进行测试分析,结果表明:3种方法均能得到V型直链淀粉-月桂酸钠复合物,产品形态均为细小颗粒聚集体,方法 A得到的复合物中残余的月桂酸钠较少,其他两种方法得到的产物中未复合的月桂酸钠较多,三者的结晶度分别为45%、38%和42%.     

AC法处理高锑低银类铅阳极泥——铜和铋的回收

用AC法处理高锑低银类铅阳极泥，其干馏渣水浸液经两段置换、硫酸浸铜、稀盐酸浸铋，综合回收了铜、铋、锑，并使其得到了较大程度的分离，Cu，Bi和Sb的置换率分别为99．75％，96．74％和99．45％；置换渣含铜53．73％，含铋20．79％．用硫酸浸铜法，实现了铜-锑、铜-铋的有效分离，最终铜以硫酸铜产出，品位为93．74％～96．21％，Fe含量为1．13％～1．47％，回收率为93．33％；用稀盐酸浸出铋-锑渣，铋以含Bi69．70％的铋精矿产出，直收率及总回收率分别为90．87％和94．73％，此外还产出Sb含量为36．21％的锑渣，返回氯化浸出过程，总回收率为94．06％．     

微槽群表面喷雾冷却换热特性

在闭式循环喷雾冷却系统中,以蒸馏水为工质,喷雾体积通量从0.938 L/(m2·s)增至12.73 L/(m2·s)的情况下,实验研究了微槽群表面的槽道尺寸对喷雾冷却换热性能的影响.结果表明:微槽群表面可明显提升换热效果,提升程度取决于槽道尺寸和喷雾流量.小流量(1.146~1.604 L/(m2·s))时,最佳槽面结构槽深、宽、间距分别为0.5、0.4、0.6 mm;大流量(12.73 L/(m2·s))时,最佳槽面槽深、宽、间距分别为0.5、0.2、0.4 mm,在表面温度为80℃时,其热流密度达202.5 W/cm2.从光面喷雾与微通道流动换热相结合的角度,给出了微槽群表面喷雾冷却强化换热机理;推导了反映蒸发换热特性和槽道尺寸对换热影响的微槽群表面量纲一换热准则方程,可方便用于工程设计.     

多羟基POSS对改性环氧网络热性能的影响

为改性双酚A型环氧树脂(DGEBA)的热性能,利用γ-氨丙基T8(A-POSS)与苯基缩水甘油醚(PGE)反应制得改性剂多羟基POSS(SP2-POSS),并利用不同质量分数的SP2-POSS(分别为8%,15%,30%,45%,60%,75%)掺杂改性DGEBA高分子交联体系.对改性的DGEBA体系分别进行结构和热性能测试,结构测试结果表明,改性后的体系确实有多羟基存在;热性能测试结构表明,多羟基的存在使得体系的交联度提高,从而使反应固化热、玻璃化转变温度、热失重温度有所提高,其中含75%的改性DGEBA高分子体系具有最好的热性能.