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。     

倾斜角及充液率对脉动热管运行性能的影响

在内径分别为1 mm和2 mm的细铜管弯曲而成的40弯头脉动热管试验装置上,采用R123、水和酒精为工作介质,研究了倾斜角及充液率对脉动热管传热性能的影响.结果表明:在相同的热负荷下,当倾斜角从+90°逐渐转到0°,最后转到-90°时,平均蒸发温度有不同程度的提高;在较低负荷下,倾斜角对运行性能的影响比较明显;对于多弯头数管状脉动热管,重力作用对其传热性能的影响仍然存在,但影响程度随着热负荷的增加及管内径的减小而减弱;最佳充液率范围与管内径、加热模式、热负荷及工质种类等因素有关,在工程应用中,最佳充液率可近似取管内总体积的55%左右.     

分离型热管小倾角加热段换热性能的实验研究

对分离型热管小倾角加热段换性能进行了实验研究，得了合理的充液率范围和加热段换热关联式，讨论了倾角对平均换热系数的影响和局部换热系数的变化规律，其结果可供工程设计参考。     

脉动热管传热性能的实验研究

对脉动热管的运行进行了可视化实验,分析了影响脉动热管运行性能的因素,并且在不同的充液率、传热量和不凝性气体含量的条件下,对脉动热管的运行进行了测试,实验结果表明:脉动热管的整体热阻受充液率、传热量、不凝性气体的影响,存在最佳的充液率,在一定的条件下脉动热管的运行达到最佳。     

开式脉动热管传热极限的试验研究

在由内径分别为1 mm和2 mm的细铜管弯曲而成的2组40弯头开式回路脉动热管试验装置上,采用R123为工作介质,定性分析了充液率及加热方式对传热极限的影响,并将试验值与Katpradit传热极限关联式的计算值进行了比较,结果表明:随着充液率的提高,传热极限先增大而后减小,存在一个最佳充液率(约50%);在3种加热方式中,垂直底部加热有助于脉动热管取得较大的传热极限值,而垂直项部加热则对应较小的传热极限值.通过对Katpradit传热极限关联式进行适当修正,得到了新的试验关联式.     

不同充液率和加热功率下乙烷脉动热管传热性能研究

通过实验研究了在充液率为30％～ 70％,加热功率为10 ～60 W的工况下乙烷脉动热管的传热性能.结果 表明:随着加热功率的增加,冷凝段和蒸发段的温度波动依次经历了低幅低频、低幅高频、高幅高频和高幅低频的振荡模式;在中低加热功率下,蒸发段和冷凝段的温度振荡波形相位角相差180°,而当高加热功率时,蒸发段和冷凝段的温度...     

矩形和圆形槽道脉动热管传热性能的实验研究

为了探讨不同截面形状的脉动热管在复杂工况下的传热性能,本文设计了矩形和圆形两种截面形状的脉动热管,采用对比实验的方法探究不同截面形状的脉动热管在水平、竖直工况下,不同功率对其传热性能的影响。实验结果表明:水平工况下矩形脉动热管表面温度和最大温差均低于圆形管;随着功率负荷增加,两种脉动热管表面温度及最大温差均增大,在高功率区,圆形管最大温差明显高于矩形管;竖直工况相比于水平工况,脉动热管表面温度及最大温差均降低。因此,矩形脉动热管相比于圆形脉动热管更适合在电子芯片散热领域中应用。     

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.     

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。     

下冷式脉动热管太阳能集热器传热性能实验研究

实验研究和分析了一种新型下冷式脉动热管太阳能集热器的传热特性。与传统太阳能集热器相比,下冷式脉动热管太阳能集热器水箱位于底部,真空玻璃管不盛水并嵌于水箱上,脉动热管作为传热元件,一部分置于真空玻璃管内,另一部分封于水箱中。实验过程中通过调整脉动热管冷热段间的比例,研究不同情况下集热器启动、运行特性及传热性能。结果表明,在集热器倾角为70°、脉动热管充液率为55%的情况下,脉动热管的当量导热系数随冷热段比例的减小而先升后降;当冷热段比例为47%时,脉动热管的启动温度最低、传热性能最优。     

氧化石墨烯对脉动热管传热性能的影响

实验选用外径为4mm、内径为2mm的铜质脉动热管研究了氧化石墨烯对以去离子水和体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响。实验分别采用加有少量氧化石墨烯的去离子水溶液(简称氧化石墨烯水溶液)和体积分数为50%的乙醇溶液(简称氧化石墨烯乙醇溶液),氧化石墨烯质量分数均为0.03%。实验发现：氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,对以体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响较差,但都和脉动热管的加热功率密切相关。对于以去离子水为工质的脉动热管,在加热功率低于20W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱；当加热功率在30～60W之间时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较强,在3.71～11.33%之间,且强化作用随加热功率的增大呈逐渐增强趋势；但随着功率继续增大,氧化石墨烯的强化作用逐渐减弱,当加热功率达到80W后,热管传热性能减弱,原因可能是氧化石墨烯颗粒出现了沉降现象。     

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.     

分离型热管换热特性的研究

就分离型热管的充液率，传热性能进行了基础性研究。试验结果为设计，使用分离型热管换热器提供了依据。     

扁平热管的传热性能实验

一、前言圆形热管或热虹吸管在工业余热回收中获得了广泛应用。并取得了显著的节能效益和经济效益。但是在工程中有许多烟气和废气含尘量较大,容易使换热器产生积灰。影响换热器的传热效果。甚至造成阻塞影响工厂的正常生产。为此研究人员根据物体绕流的特点,提出了采用流线形管材.如椭圆管、扁平管.或者倾斜布置圆形管(沿流体流动方向投影为一椭圆形).减弱物体绕流的脱体尾涡.以减轮换热器的积灰程度。此外,截面为扁平的热管还具有良好的管外流动特性。用这样的热管组成的换热器具有阻力小、结构紧凑等优点。本文对     

多通道并联回路型脉动热管运行特性的试验研究

针对回路型脉动热管进行了管路结构形式调整,制作了多通道并联回路型脉动热管并建立试验系统,选用丙酮和无水酒精作为工质,在相近热力工况下通过试验考察多通道并联回路型脉动热管和典型回路脉动热管在不同加热工况下的运行情况,并进行比较.结果表明:多通道并联回路型脉动热管与典型回路型脉动热管具有相似的启动特征,但其在运行中具有更好的稳定性,不易出现干烧现象;其传热效果也优于典型回路型脉动热管,具有较低的运行热阻,低充液率(34%)时的传热效果优于高充液率(51%、68%)时,具有较高的传热极限.     

环路型脉动热管的工质流动和传热特性实验研究

建立了部分可视化的环路型铜-乙醇脉动热管试验台,研究了充液率、倾斜角度、环路数目等因素对脉动热管传热性能的影响。结果表明:不能形成脉动效应时工质的流型是间歇振动,形成脉动效应时工质的流型是弹状流或环状流;最佳倾角为70°~90,°最佳充液率在50%左右;热阻随着环路数目的增加而减小。     

常温小温差下的分离式热管换热器充液率研究

分离式热管散热器具有小温差下的高效传热能力,可在一定条件下替代室内空调系统,以达到节能减排的目的。针对分离式热管散热器的应用之需,根据两相流理论和R22工质的热力学性质,建立了最佳充液率的理论模型,进行了最佳充液率的计算及实验研究,分析了不同充液率下蒸发器和冷凝器管壁温度分布的实验结果,讨论了在常温小温差条件下水平布置分离式热管散热器的最佳充液率范围。     

仿生叶脉分形微结构表面的平板热管传热性能研究

基于植物叶片的蒸腾作用,以叶脉结构作为蓝本,设计了分形角度为50°、60°、70°、80°、90°的仿叶脉槽道结构,并将其应用于平板热管冷凝端。其中上一级槽道与下一级槽道的长度比、宽度比均为0.7,第一级槽道长度为16.0 mm、宽度为2.0 mm、深度为0.3 mm,并且设置一组未经表面处理的平板热管作为对照。实验结果表明:分形角为80°时性能最优,其冷凝热阻最小可达39.420℃/kW,相比未经表面处理平板热管的热阻降低了40.29%;相对于传统的直槽道结构,置于冷凝端的仿叶脉槽道结构能极大地降低工质流阻,有利于工质回流。     

基于响应面法分析氧化石墨烯对脉动热管传热性能的影响

响应面法（Response Surface Methodology,RSM）是评价多个自变量对过程及结果影响程度的有效工具。基于RSM方法,试验研究了氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）纳米流体对脉动热管（Pulsating Heat Pipe,PHP）的传热强化作用,分析了加热功率20~105 W、充液率25%~75%及GO纳米流体质量分数0%~0.1%时对PHP传热性能的影响。结果表明：氧化石墨烯/水脉动热管传热性能受加热功率、充液率及GO纳米流体质量分数的共同影响;加热功率（Q）的影响最大,其次是充液率（FR）,GO纳米流体质量分数（ω）的影响最小;Q与FR的交互作用较强时,对热阻影响显著;FR与ω的交互作用较弱时,对热阻影响则较小;Q与ω的交互作用及对热阻的影响最小;最佳运行参数为Q=96.4 W,FR=67.5%,ω=0.041%,对应的热阻值Rmin为0.463 K/W;应用RSM方法可大幅减少实验次数,有效分析GO/水PHP传热性能及影响因素,并预测最佳运行工况。     

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。