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％.     

微通道型分离式热管基站节能特性实验研究

利用CFD技术对基站内的气流组织形式进行了优化,得出下进上出的气流组织形式可以提高冷风的利用率,同时开发了微通道型分离式热管基站,能保证发热机柜在设定温度范围内运行的要求,自动控制系统可以最优化的切换空调系统和微通道型分离式热管系统,保证机房内设备稳定运行。当室外环境平均温度为27℃时,制冷系统的COP可达6.23,具有较高的能效比。即使在夏季长时间的运行测试中,微通道型分离式热管基站空调压缩机的运行时间仅占基站总运行时间的39.1%,节电率达到44.7%,具有很好的节能降耗的效果。     

CO2分离式热管在数据中心的应用

本文通过实验研究了应用于数据中心的CO2分离式热管系统,对比分析了CO2热管与R22热管的最大传热能力、总传热热阻和驱动温差,结果表明:在相同充液率下,CO2热管的最大传热能力明显大于R22热管,当上升管和下降管管径为9 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为3300 W和1500 W,当管径为12 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为5400 W和2200 W;CO2热管的正常负荷范围大于R22热管,但总传热热阻小于R22热管;不同传热量下,与R22热管相比,CO2热管所需的驱动温差平均低4℃,即相同条件下CO2热管系统所需的冷源温度可以提高4℃。以小型数据机房为例,结合上海气候条件计算得出,采用CO2热管系统的年耗电量比R22热管系统减少7.425×105 kW·h,比集中送风空调系统减少3.182×106 kW·h。     

分离式热管蓄冷空调系统充冷性能实验研究

文章阐述了分离式热管蓄冷空调系统工作原理,建立了分离式热管蓄冷空调系统实验装置,并对其充冷性能进行了实验研究.该系统的制冷量能够维持稳定,能效比稳定在2.6～3.8之间;系统的蓄冷率可达到55%,其蓄冷量随时间近似成线性增加;热管蓄冷器内介质压力能够稳定在0.4MPa至0.3MPa之间,热管蓄冷器能够稳定运行;热管介质的进口温度能够稳定在-10～-12℃范围,并随着蓄冷过程的进行,热管介质进出口温差越来越小.     

微通道换热器用于重力热管系统的试验研究

针对重力热管内压降影响换热器换热性能的问题,设计2款微通道换热器,每个风冷式热管系统的蒸发器和冷凝器使用同种类型微通道换热器.在机房干球/湿球温度为35℃/24℃,室外环境温度5℃,10℃和15℃下进行换热性能测试.结果 表明:在相同试验工况下,微通道换热器的水力直径越大,其换热能力越大;蒸发器进口的制冷剂为过冷态,制...     

微通道冷凝器低温回路热管的实验研究

设计了一套以乙烷作为工质,使用微通道冷凝器的低温回路热管原理样机,并对样机的降温过程、传热性能以及再启动特性进行了实验研究。结果表明:在5 W的驱动功率下该低温回路热管可实现快速降温,在降温过程中通过增大蒸发器的加热功率可以加速回路热管的降温;该样机可以在200 K时能够稳定传输50 W的热量,并且随着加热功率的增大,回路热管的热阻不断减小;在回路热管停止工作后,重新施加热量,该样机仍能够正常启动;该样机在本实验中的最大传热功率为54W,此时的热阻为0.46 K/W。     

微通道蒸发器在不同R404A充注量下的运行特性

以微通道换热器作为蒸发器,研究800、1 000、1 100、1 200、1 300和1 400 g R404A充注量下冷库内温度的变化及蒸发器的蒸发温度和压降变化。研究表明:在上述工况下,制冷剂的充注量越大,冷库的温度越低,降温速率越大,1 300 g和1 400 g库温降到最低,保持在-22℃;800、1 000和1 400 g充注量下,所对应的蒸发器内制冷剂分别以气态、气液两相及液态为主,相对应的压降为0.07、0.08和0.04 MPa,工质充注量超过1 300 g时,回气管端的温度明显低于进液管端的温度,出现蒸发温度漂移现象。     

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．     

脉动热管可视化实验普遍性问题研究

对内径为3mm,外径为7mm的玻璃质闭合回路型脉动热管进行实验研究,针对实验过程中遇到的普遍性问题,如脉动热管的结构形式、内部容积的确定、真空度的实现、热电偶的布置位置和固定方法等进行研究。结果表明,添加阀门不但可以控制工质的流动方向,而且有利于工质的泵出。气液柱的分布是随机的,不能人为控制其分布的均匀性。热电偶宜布置在弯头处。应用间接测量加修正的方法可以减小测量误差。     

分离式热管蓄冷空调释冷性能实验研究

本文设计了基于分离式热管换热的蓄冷空调系统,针对其释冷性能进行了因素实验和响应曲面实验研究。结果表明:分离式热管蓄冷空调释冷性能稳定,实验条件下最大制冷量可达5. 09 k W;制冷量随循环风量的增加而增加,而除湿量存在最佳除湿循环风量,最佳除湿循环风量约为620 m3/h,除湿量约为4. 32 kg/h;制冷量随环境温湿度的升高而增加;得到了不同工况下制冷量的回归方程,分析了不同影响因子对制冷量的影响规律,在循环风量较低的工况下,热管阀门对制冷量影响较弱,随着循环风量的增加,对制冷量影响增加。     

平板型mLHP实验研究

研制了一套以铜为壳体、不锈钢丝网为毛细芯、丙酮为工质的小型平板型环路热管,实验研究了其系统倾角为10°、50°、90°,工质充灌量为50%、60%和70%条件下的运行特性.实验显示铜一不锈钢一丙酮平板型mLHP具有良好的启动和变工况特性.mLHP系统在热负荷低于18W和高于42W时均能达到稳定运行,而在热负荷介于18～42W的某些工况,系统出现温度波动现象,且其温度波动的波幅和周期与系统倾角、充灌量及热负荷有着密切的关系.系统在变工况运行时具有很快的响应速度,一般在2～3min内达到新平衡状态.此外,在不同工况下系统热阻介于0.45～2.8℃/W之间.     

变工况条件下微通道蒸发器换热特性的研究

微通道蒸发器由于紧凑、换热效果好等优点越来越多应用于汽车空调当中,但存在制冷剂分配不均导致换热效果衰减等问题而限制了大量推广,因此研究微通道蒸发器换热特性及如何改善其制冷剂分布均匀性显得重要。本文搭建了以R134a为制冷剂的汽车空调实验测试台,分析了双排四流程微通道蒸发器的换热量及?损,利用红外热像仪拍摄蒸发器表面得到表面温度分布图像。随着蒸发器进风温度由21 ℃升高到42 ℃,制冷量由2.37 kW增加到4.19 kW,而蒸发器?损先增加后减小,并在进风温度为27 ℃与进风温度为42 ℃时达到最大值与最小值,分别为0.21 kW与0.16 kW。表征蒸发器表面温度分布均匀性的σ值随进风温度先由2.5增至19.5然后降至1.8,即蒸发器表面温度在进风温度为27 ℃时分布最不均匀,而在进风温度为42 ℃时分布最均匀。结果表明：较高的蒸发器进风温度能有效改善蒸发器换热性能,?损及σ值可分别减小26.1%与91.0%。通过实验发现,适当提高压缩机转速能有效改善蒸发器表面温度分布的均匀性。     

微通道换热器用于家用柜机空调时整机性能的对比实验研究

微通道换热器的应用日益普遍。文章通过将微通道换热器引入3 HP柜式家用空调,并对系统性能和充注量等进行了对比研究。实验表明:当只更换室内换热器,室内微通道换热器翅片间距为1.4 mm时,系统性能达到最优:与原机相比,系统充注量降低15.9%,制冷量基本相当,制冷COP提高2.2%;制热量比原机提高3.9%,制热COP则提高了11.2%。当将室内外换热器都更换为微通道换热器后,系统的充注量降低54%,与原机相比:制冷量提高0.8%,系统COP提高5.2%;当制冷剂更换为R290时,系统最优充注量降为500 g。     

多支管并联的分离型热管回路传热特性实验研究

基于分离式重力热管在冷却50℃左右水池中的应用背景,本文实验研究了7根并联支管换热形成的分离型热管回路,主要研究以R134a为热管工质的热管散热能力及充液率对热管系统工作性能的影响,得到实验的最佳充液率为42. 3%。在此基础上对比分析了并联各支管的流动与传热性能差异,结果表明,水池加热功率在780～2 560 W实验范围内时,水池温度、管内蒸发温度和管内传热系数均随水池加热功率的增加而增加;并联蒸发管和冷凝管的流量分配均出现不均匀现象,且并联各支管间传热性能存在一定的差异性,其中在充液率为42. 3%、水池加热功率为1 680 W时,蒸发段支管1的最大传热系数是支管7的1. 68倍。     

电动汽车热泵空调系统室外换热器结霜特性实验研究

针对电动汽车热泵空调系统在冬季运行时室外换热器易结霜而影响系统制热性能的问题,本文设计搭建实验系统并进行研究,分析了多流程微通道换热器的结霜特性。实验结果表明:室外换热器表面霜层生长和表面温度下降两个因素之间为联动关系,各流道霜层分布呈不均匀状态,换热器内两相制冷剂密度不同且受重力影响,导致产生气液相分离和在流道内分布不均的状况。另外,室外换热器表面霜覆盖率的增长会导致室外换热器制冷剂侧的温度、压缩机吸排气压力、制热量等降低,引起导致压缩机单位功耗增加,以环境温度为0℃的数据为例,当霜覆盖率达77. 4%时,吸气压力、排气压力和制热量的降幅分别为33. 4%、12. 1%和25. 8%,单位功耗增幅为32. 0%,导致系统运行的稳定性降低,使制热量无法满足乘员舱制热需求。     

Transient Free Convection Fluid Flow in a Vertical Microchannel as Described by the Hyperbolic Heat Conduction Model

The transient hydrodynamics and thermal behaviors of fluid flow in an open-ended vertical parallel-plate microchannel are investigated analytically under the effect of the hyperbolic heat conduction model. The model that combines both the continuum approach and the possibility of slip at the boundary is adopted in this study. The effects of Knudsen number Kn and thermal relaxation time τ on the microchannel hydrodynamics and thermal behaviors are investigated using the hyperbolic and the parabolic heat conduction models. It is found that as Kn increases, the slip in the hydrodynamic and thermal boundary condition increases. Also, this slip increases as τ decreases.     

套管换热器传热过程强化实验系统的研制

多套管式换热器结构简单,清洗、维修方便,易实现加工制作,提出多套管式换热器对套管换热器进行传热强化.在设定条件下编写程序,对多套管换热器进行优化设计,计算显示在相同条件下多套管式换热器与单套管换热器相比传热系数有较大的提高.系统中设置回热器,有效节约能源.该系统在有余热、废热可以利用的场合节能效果更加显著.     

A Study on the Flow Instability in Evaporator of Gravity Separate Type Heat Pipe

The flow characteristics and instability in the small inclination angle evaporator of Gravity Separate Type Heat Pipe (GSTHP) were studied. Flow patterns were investigated by a quartz glass tube with a Φ25 × 2 mm in evaporator of GSTHP. Two types of flow instabilities occurred, which are the flow pattern transition instability and density wave instability. The effects on the flow instability, such as inlet subcooling, heat flux, pressure, and outlet throttle resistance, were determined in the modeling experiment within the following parameter ranges: the inlet subcooling T _sub = 8～28°C, the heat flux q = 10～40 kW/m² and the throttle coefficient K _i = 0.5～0.75. The limits of the flow pattern transition instability and the density wave instability were obtained.     

R22在矩形微细管内凝结换热的实验研究

通过实验研究了R22在当量直径为0.952 mm水平不锈钢矩形管内的凝结换热过程。实验时的饱和温度为40~50℃、质量流速为200~800 kg/（m2 ? s）、干度为0~1。研究结果表明：R22的凝结换热系数随质量流速和干度的增大而增大,在较高干度区增大趋势更加明显,随饱和温度的增大凝结换热系数减小。然后将实验结果与三种已有换热关联式进行了对比,在与R22相比时发现,在相同实验工况下R152a的凝结换热系数大于R22的凝结换热系数。