倾角对环状热管蒸发器性能的影响

针对生产过程中低品位能量回收,设计了带有环状管蒸发器的不锈钢水工质重力型分离式热管,环状管由31.6 mm管径内管热水加热,环空间隙为15.0 mm,可视化地研究了26 kPa蒸发压力,0~90 °倾斜角度下多个充注率环状管蒸发器的壁温特性。结果表明：该类热管的环状管蒸发器运行时存在一高温区,随倾角增加而扩大;环状管内蒸发侧平均表面换热系数随倾角增大先增后减、再增大,与沸腾流型随角度发生转变有密切关联;与一些相似文献进行了对比,发现环状管蒸发器与普通重力型热管在换热性能均在10~20 °倾角达到极大值,而环状管蒸发器则在90 °时达到了另一极大值。     

一种纵向供液式环路热管传热性能研究

为解决高热流电子元器件的小空间散热问题,本文研制了一种纵向供液式甲醇-铜环路热管系统,并搭建实验测试平台。对该系统在水平状态与重力辅助状态下进行了启动与变负荷性能测试。实验结果表明:加热壁面温度不超过100℃,水平状态下系统能在热负荷20～60 W成功启动运行,最大热流密度8.3 W/cm~2,最小热阻0.139℃/W。重力辅助状态下系统能在热负荷10～150 W成功启动运行,最大热流密度20.8 W/cm~2,最小热阻0.123℃/W。研究表明纵向供液结构可以极大减小环路热管系统厚度,但也带来了供液能力不足和漏热加剧的问题,对蒸发器结构进行优化设计可以提升纵向供液LHP系统性能。     

低温环路热管综述

环路热管是以多孔毛细芯抽吸力为动力的相变传热设备,可根据实际应用改变结构形式,能在远距离传热的同时保持良好的均温性,并且可在微重力环境下运行。环路热管工作温区较广,按照其工作温区一般可分为高温环路热管(350 K以上)、常温环路热管(200～350 K)和低温环路热管(200 K以下)。为了满足深空探测的需要,低温环路热管广泛应用于航天设备温控系统中并表现出优异的性能。按照孔隙特征和结构形式将用于环路热管的毛细芯分为四种,简要阐述每种毛细芯制备和特点;综合分析了近年来低温环路热管技术主要理论和实验研究成果,将目前低温环路热管常见的工作温区分成五个部分,分析影响低温环路热管传热性能的因素,包括工质充装量、反重力高度、次蒸发器功率等。最后,提出优化措施以满足未来深空以及地面应用的需求。     

氨工质平板式环路热管的传热性能研究

为了解决平板式蒸发器环路热管面对高集成电子元器件在较长传热距离下的散热能力不足等问题,本文采用更大面积的毛细芯和蒸发器,研制了一个传热距离达到1.6m的氨-不锈钢环路热管系统并进行了大量实验.实验过程中,加热壁面温度控制在70℃以下.实验结果表明,在热沉温度为-10℃的情况下,该环路热管可以在2.5W到180 W的热负...     

无相变热管在换热器上的应用

阐明了无相变热管的结构、工作原理与钢－水型热管不同之处，并作了简要经济分析。     

长距离环路热管传热性能实验研究

基于航空航天等领域对环路热管长距离传热的需求,设计制造了一套传热距离8.1m的圆柱型蒸发器环路热管,试验了不同加热功率、不同冷凝温度下该环路热管的启动和变工况运行性能,并对其热阻及最大传热能力进行了分析。研究结果表明：当其他条件一致、初始气液分布相同和不同时,加热功率由100W增大至160W后,本研究中的环路热管启动时间和启动温升均发生一定程度的下降;加热功率100W时,冷凝温度由10℃降低至-10℃使得环路热管启动时间增加,加热功率160W时,冷凝温度由10℃降至-10℃对环路热管的启动时间影响不大。在冷凝温度0℃下,该环路热管在100~500W范围内均能稳定运行,且200W时环路热管传热效率最高,传热温差最小,稳定运行温度最低;另外,由于系统传输距离较长,每个工况达到稳定所需要的时间也较长,分布于1000至3500S内。随着加热功率的增大,环路热管热阻先减小后逐渐增大,该环路热管传热热阻最大不超过0.09℃/W,最小为0.024℃/W;随着传热距离的增大,管路的热损失增加,总压降和热阻也变大。当传热距离基本相同时,蒸发器容积的大小、冷凝器的冷凝能力及气液管线的布置形状均在一定程度上影响环路热管的最大传热能力。     

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     

反光板对提高热管真空管热性能的研究

提出了对带反光板的吸热体接收太阳辐射量的分析方法，并对三种有渐开线反光板且吸热体形状不同的热管真空管和一种无反光板的热管真空管进行了对比实验。结果表明：渐开线反光板可大幅度提高热管真空管的热性能，而且其吸热体的形状对热性能提高的幅度有影响。     

Numerical study of nanoencapsulated phase change material inside double pipe heat exchanger

Nanoencapsulated phase change material (NPCM) slurry is a dispersion where the phase change material (PCM) is dispersed in fluid. Compared with fluid, these nanofluids have a higher heat capacity during the phase change and a possible enhancement, as a result of this phase change, in the heat transfer phenomenon. To appreciate the merits, in terms of energy, a numerical study has been carried out with fluid based on NPCM inside double pipe heat exchanger. The numerical simulation results have been validated using experimental heat transfer data. The Reynolds and Nusselt numbers have been determined using thermal conductivity and viscosity evaluated in the same conditions as those in numerical model. The results obtained show an improvement of this energetic criterion at low mass flow rate compared with the base fluid. Analysis of the numerical and analytical results reveal that higher inlet flow rate and NPCM concentration results in higher heat transfer rate. In addition, increasing NPCM slurry temperature decreases its performance due to fast melting of PCM inside the tube.     

Effect of amount of fluid charge in thermal performance of loop heat pipe

Loop heat pipes (LHPs) are two‐phase thermal control system, which works only by heat from its cooling target. In order to utilize the LHPs in various fields, it is required to be smaller, more reliable, and higher in performance. In the present study, a miniature LHP has been fabricated, and the effect of the amount of working fluid charged on thermal performance of the LHPs has been investigated. Tests were conducted including start‐up, and power step up, as function of the amount of working fluid. The test results showed that under‐charging the working fluid caused start‐up failure, while over‐charging the working fluid made the LHP less stable. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/htj.20306     

双层毛细芯对环路热管传热性能的实验分析

环路热管作为一种高效的相变传热装置,其性能与位于蒸发器和储液槽之间的毛细芯结构密切相关。为了更深入研究双层毛细芯对环路热管传热性能的影响,利用不同颗粒直径铜粉制备双层毛细芯,在毛细芯总厚度为5 mm的条件下,通过调整大粒径和小粒径层的相对厚度来改变毛细芯厚度比,对平板型蒸发器环路热管启动和变工况运行进行实验测试。实验结果表明:在同一工况下,不同厚度比的双层毛细芯启动特性存在显著差异,启动过程中出现小粒径层蒸发效率低引起的温度过冲和环路热管中气液两相流变化导致的温度振荡;同时存在一个较优的双铜层毛细芯厚度比,大粒径(180～280μm)铜层厚度为3 mm可提高蒸发效率,小粒径(56～71μm)铜层厚度为2 mm可提供足够毛细抽吸力保证环路热管稳定运行。搭载该厚度毛细芯的环路热管不仅启动速度快(125 s),而且总热阻和蒸发器壁面温度均最低,最大加热功率达到120 W(21.10 W/cm~2),对应热阻为0.17 K/W。     

复合相变储能材料的传热性能研究进展

总结近年来国内外相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热性能、相变过程数值模拟和应用等,并对复合相变储能材料的传热性能研究方法的前景作了展望。     

复合热沉环路热管的热点散热性能模拟研究

针对芯片功耗与集成度提高而导致的局部热点问题,设计了一种用于芯片散热的复合热沉环路热管系统。建立了环路热管蒸发段模型,通过数值模拟的方法,证明了复合热沉环路热管系统能够降低热点温度,提高散热表面的温度均匀程度,且散热效果与热点的分布位置有关。当热点的热流密度为160W/cm2,热沉横向、纵向导热率分别为1500W/(m?K)、24W/(m?K)时,热点温度为88.88°C,相比于无热沉时降低了5.96°C。研究了不同热沉导热率下的热沉厚度对热点温度的影响,结果表明：若导热率各项同性,热点温度随热沉厚度的增加而降低,之后趋向不变;若为各项异性,存在最优的热沉厚度,使热点温度最低。     

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。     

Experiment on heat storage characteristic of microencapsulated phase change material slurry

Heat storage experiment by natural convection in rectangular enclosures heated from bottom has been conducted with fluid slurry composed of microencapsulated phase change material (PCM). The microencapsulated PCM is prepared by in-situ polymerization method, where the core materials are composed of several kinds of n-paraffin waxes (mainly nonadecane) and the membrane is a type of melamine resin. Its slurry mixed with water is used in this study, and shows a peak value in the specific heat capacity with latent heat at the temperature of about T=31 °C. The influences of the phase change material on heat storage and the heat transfer process, as well as effects of PCM mass concentration C_m on the microcapsule slurry, temperature of heat storage T_H and a horizontal enclosure height H are also investigated. Transient heat transfer coefficient α, heat storage capacity Q and completion time of heat storage t_c are discussed.     

壳管式相变蓄热器传热效率研究

设计了一套定量测试不同工况下壳管式相变蓄热器传热效率装置。采用壳管式相变储热,石蜡填充入壳管间,管内通入冷、热载流体,模拟吸热放热过程。测试发现:相同入口条件下,单位时间传热量随入口水温增加呈线性增加;管内载流体流量加大有助于提高传热水平,15~60 L/h流量内单位时间传热量增速随流量增加放缓;不同材质传热管单位时间传热量变化并不明显,表明管道热阻在相变蓄热器总热阻中所占份额较小;相同工况下的蓄热过程,热载流体由下向上流动传热形式明显优于由上向下管排形式;尝试在封装相变材料中添加金属网状结构,强化相变材料内部热传导速率,对比发现相同工况下相变材料中添加金属网状结构,可提高10%~15%左右传热量。     

平行流热管管内流动与传热的数值模拟研究

为研究平行流热管的工作机理,本文基于Fluent软件中的VOF模型编写了蒸发冷凝相变的UDF程序,对不同功率下平行流热管管内两相流动和传热过程进行了数值模拟研究。模拟结果显示了初始阶段平行流热管管内的气液分布,启动阶段管内包括泡状流、弹状流、环状流等复杂流型的转变过程,稳定工作阶段工质在各并联管路中互激振荡流动。在高加热功率下,管内工质的互激振荡流动更为剧烈,热量输送距离更远。研究结果为平行流热管换热器的优化设计提供了参考依据。