开式热管传热特性的实验研究

对新型换热元件开式热管的传热特怀进行了实验研究，结果表明开式热管存在两个传热转折点。其实际工作的最佳范围应在两个传热转折点之间。本文给工度经、小孔直径及小孔位置变化工式热管传热能力的实验结果。为合理设计开式热管理提供了参考实验数据。     

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。     

用于生物反应器的旋转热管传热性能的研究

在现有生物反应器的基础上,结合生物反应的特点,采用热管技术高效取热,研究开发出一种新型旋转热管生物反应器.该反应器采用热管本身作为搅拌轴,热管蒸发段置于生物反应器内,冷凝段采用旋转强制风冷.建立了旋转热管生物反应器的试验装置,以水为模拟介质,在不同操作条件下对用作搅拌轴的旋转热管的传热性能进行试验研究,结果表明所设计的旋转热管能有效地驱除生物反应热,并得出了旋转速度及反应温度对旋转热管传热性能的影响关系,这为选取用于高效取热的传热性能最佳的旋转热管提供了试验依据.     

旋转热管搅拌桨反应釜传热性能的实验研究

提出了一种旋转热管形式的反应釜装置,旋转热管搅拌桨起到了搅拌和传热的作用,能够取代传统反应釜中的换热元件和搅拌装置。通过对旋转热管反应釜的传热性能测试,考察了反应釜内温度、旋转速度、冷却水流速以及热管充液量对热管传输功率、总热阻、总传热系数的影响。结果表明,采用旋转热管能够有效的移除反应热,反应温度为85℃,转速为200 r/min的条件下传热功率能达到1 k W。转速对旋转热管的传热性能有较大影响,反应温度为75℃时,静止热管的热阻为0.082℃/W,转速为150 r/min时热阻则降为0.048℃/W,传热能力显著提升。此外充液量较小时热管热阻对转速的变化更敏感,随反应温度的提升会大幅降低。     

单回路脉动热管传热特性研究

试验研究了单回路紫铜-水脉动热管在3种充液率下的传热性能,理论分析了不同加热功率和充液率下工质的干度、流速、显热和潜热及其份额的变化特性。结果显示:较小传热功率时,减小充液率或增大加热功率会提高热管的传热性能;而较高传热功率时,充液率和加热功率对热管的传热性能影响较小。增加传热功率或减小充液率,会提高管内工质的流速及流量,提高热管的潜热传热量及潜热传热份额;显热量随加热功率和充液率的增加而增大。     

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.     

分离式热管蒸发段传热特性的研究

在研究分离式热管蒸发段流动特性的基础上,对其传热特性进行了系统的试验研究和理论分析,首先分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜传热区的换热原理;根据数据回归整理了核态沸腾传热区和飞溅降膜传热区的换热系数无量纲准则关系式,与试验数据吻合较好;并将它们与其它关系式进行了比较,得出了有用的结论,其结果为分离式热管的研究及工程应用提供了理论依据。     

重力热管传热波动特性研究及抑制方法探讨

重力热管在启动、稳定操作、工况条件变化时的脉冲沸腾和温度波动现象，对热管的传热效果和使用寿命有不利影响。采用简单的弹簧抑泡装置，可以抑制热管内工质产生气泡，吸收气泡中的热能，使工质温度分布趋于均匀，同时，可以强化工质和管壁间的对流换热。实验表明，采用弹簧式抑泡装置的重力热管强化传热效果十分明显。     

重力热管流动与传热特性的数值研究

采用计算流体力学(CFD)软件,在流体体积(VOF)模型中引入Boussinesq近似模型,以水为工质对不同加热功率下的重力热管进行了数值模拟,将实验、理论与数值结果三者结合对其内部流动与传热过程进行了分析.结果表明:CFD模拟得到的壁温与实验壁温吻合较好,可以用CFD可视化定性分析加热功率对重力热管传热特性的影响;在10~80 W范围内,随着加热功率的增大,蒸发段对流传热系数先增大后减小,冷凝段对流传热系数一直增大;当加热功率超过一定值时,蒸发段传热性能恶化,CFD可视化结果显示液池干涸,达到传热极限.     

碱金属热管传热特性的模拟与试验分析

对用于热管式太阳能接收器的碱金属热管建立网络模型,并进行传热性能试验,模拟结果分别与集总参数法、热传导模型、文献和试验结果相比,吻合较好。网络模型考虑输入功率、管壁和吸液芯的厚度和导热系数,以及冷凝段长度等影响因素,可快速预测热管在不同功率下的工作温度以及热管结构参数对传热性能的影响。模拟得到热管吸液芯的导热系数对热管性能影响较大,热管管壁厚度和吸液芯厚度对热管性能的影响较小。     

脉动热管运行可视化及传热与流动特性的实验研究

对脉动热管的运行进行了可视化实验 ,在不同的充灌率、倾角、截面形状、加热量条件下对脉动热管的运行进行了测试 ,实验结果表明 :脉动热管是一种十分有效的散热技术 ;脉动热管存在传热极限 ;在最佳充灌率 (5 0 % )和最佳倾角 (5 0°)下运行的脉动热管传热极限最高 ,高热流密度下的传热热阻最低 ;当热流密度较小时 ,三角形通道的脉动热管要优于正方形通道的脉动热管 ,但当热流密度较大时 ,通道形状对热阻和单位截面传热极限影响不大 ;通道大小对热管的热性能影响很小     

热管式真空管集热器热管的传热分析

热管是依靠自身内部液体工质的相变来实现传热的元件,传热机理十分复杂。本文在Nusselt竖直壁面层流膜状凝结理论的基础上,就热管冷凝段和蒸发段的传热分别进行分析,提出了平均换热系数h2^-和Nu^-。     

分离型热管单管回路传热特性实验研究

分离型热管作为高效的非能动传热元件,在工业领域得到了广泛的应用。本研究以氨为工质,对分离型热管单管回路开展了实验研究,主要探讨了热源温度与充液率对热管传热性能的影响。实验结果表明:外界热源温度越高,管内工作温度越高,热管换热量越大;氨的沸腾换热系数随外界热流密度增大而增大,实验条件下,最高可达到7 000 W/(m2·K);水平冷凝管壁存在周向温差;在不同的工况下,分离式热管都存在一个最佳充液率,且在一定范围内随着外界热负荷的升高而增大。     

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.     

分离式热管倾斜蒸发段传热特性的试验研究

采用加热无缝钢管模拟倾斜布置的分离式热管蒸发段,分析了倾角、充液量、热流密度和工作压力对其传热特性的影响,并根据试验结果回归整理了相应的换热系数无量纲准则关系式,与试验数据吻合较好,计算误差小于15％。     

脉动热管不同热负荷下管内流型及传热特性分析

为更准确反映脉动热管内流体不同流态对其传热性能的影响,文中将管内气液两相流动模型引入了两气塞-液塞传热单元模型,并基于改善后的模型对脉动热管整体振荡特性和传热特性进行了分析。结果表明,改善后的模型可以更好好地反映不同热负荷条件下热管传热性能变化,与实验研究结果十分吻合。进一步分析显示,低负荷下脉动热管振荡频率较低,振幅更大,蒸发温度也较低,高负荷则反之。不同流态下脉动热管的蒸发传热系数有明显差异,所带来的热阻差异也十分明显。热管半径越小,流体越早从弹状流转入环形流,而传热单元数对流型变化影响很小。     

石墨烯/丙酮纳米流体振荡热管传热特性研究

通过实验研究了不同质量浓度的石墨烯/丙酮纳米流体振荡热管不同充液率下的传热性能。结果表明,小充液率(45%)下,石墨烯/丙酮纳米流体振荡热管的热阻均小于纯工质丙酮,但烧干现象并没有得到明显改善;中等充液率(62%~70%)下,石墨烯/丙酮纳米流体振荡热管较纯工质丙酮来说不再发生烧干现象,纳米流体振荡热管的热阻随着加热功率的增加而明显降低,浓度为0.01%时具有较为明显的传热优势;大充液率(90%)下,石墨烯/丙酮纳米流体振荡热管的传热性能则普遍优于纯工质,且随着加热功率的增加,传热性能的优势更加明显。     

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;...     

自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的传热特性

对工质为Cu-水纳米流体的自激振荡流热管在不同激光加热功率下的热传输特性进行了实验研究,并对工质为蒸馏水的自激振荡流热管的传热性能进行了比较.通过对不同的充液率、Cu纳米颗粒份额的Cu-水纳米流体自激振荡流热管实验结果分析发现:自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的热传输具有一定的特殊性,在一定条件下纳米流体可以起到强化传热的作用,但决定纳米流体自激振荡流热管热传输性能的参数应是充液率.