高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

高温热油泵机械密封的热特性数值分析

针对高温热油泵机械密封的失效问题,研究其在不同工况和结构参数下的热特性。通过ANSYS建立由机械密封动环、静环和静环座组成的三维热-结构耦合模型,并使用MATLAB计算端面热流密度插值函数;采用UDF函数对插值函数进行加载,求出每一个单元的热流密度,进而分析高温热油泵机械密封在不同转速、材料和相关结构参数下的传热特性和端面温升。分析结果表明：高温热油泵机械密封运转过程中,接触端面处温度最高;端面热量主要是通过动环传导出去,改变O形圈的支撑位置可以优化端面温升;随着端面宽度的增加及载荷系数的增大,端面温升均增大;机械密封在稳态运转的情况下,端面不会发生相变。     

应用ANSYS对热管换热器管板应力的有限元分析

热管换热器特点是:利用管内工作介质的相变传热,冷、热流体由管板分隔均在管外流动完成热交换,因此其结构简单,换热效率高。而管板是热管换热器中重要且复杂的关键部件,对于整台热管换热器的运行安全性具有重要的影响。管板是热管换热器最重要也是最复杂的部件之一,针对热管换热器管板的结构与温度以及受力状态,建立了热管换热器的管板与热管阵列的三维实体有限元模型,利用ANSYS软件分析了应力应变及热应力,通过模拟分析,得到管板的温度场及应力分布,对于提高热管换热器安全性,结构性合理性,提供了理论依据。     

尖前缘一体化高温热管结构设计与分析

一体化高温热管是针对新型高超声速飞行器前缘热防护需求提出的新型非烧蚀防热技术。但其在高温工作状态下具有较高的内部蒸汽压力,高温时材料力学性能会出现显著下降,且结构刚度和强度降低,对高温热管结构设计提出很高的要求。因此针对尖前缘一体化高温热管进行内部结构设计与分析,给出改变壁板厚度、添加加强肋等结构增强方式,并建立系列计算模型,分析得到壁板厚度、加强肋增强范围等结构参数变化对结构刚度、强度性能的影响规律,同时综合考虑热防护性能和结构完整性,优选出合理的设计参数,为尖前缘一体化高温热管的工程实现奠定基础。     

低温热管技术在煤矿回风余热回收中的应用与研究

基于阳泉矿区矿井回风余热特点,项目利用热管高导热性、等温性等特性,以环保型氟利昂为导热介质,以碳钢钢管加铝翅片为结构的热管装置,通过理论计算热量供需关系,研发一套矿井回风低温余热回收装置,对矿井回风余热进行回收利用,完全代替传统热风炉为井口供暖,实现节能减排的目的。     

扁管空冷器翅片结构优化研究

基于带翅片的扁管空冷器的传热过程,对带翅片的扁管建立模型,并利用该模型在不同的翅片长度及不同风速下进行数值模拟,分析了翅片长度的选择与迎面风速的关系。分析结果表明,当翅片长度增加到一定值后,通过增加翅片长度的手段来强化换热性能收效很小;在低迎面风速下,翅片长度不要过长;在高迎面风速下,仍存在较大的传热温差,空气出口温度的增加只能通过增加翅片长度来完成。     

换热管与管板角焊缝的射线检测研究

用普通便携式X射线机，采用特殊的透照技术，对换热管与管板角焊缝进行射线检测。     

微热管烧结芯制造工艺及其传热性能研究

文章探讨了微热管内表面烧结芯毛细结构的制造工艺,主要解决了烧结时芯棒固定和抽出及烧结铜粉颗粒的填入两大问题,并对烧结芯铜管/烧结芯微热管与普通铜管传热性能进行了比较实验,结果表明,采用改进的方案可大大提高生产效率,得到的烧结铜粉层已基本形成了均匀且界面分开的组织.相对于普通铜管来说,无论是在升温过程还是在降温过程,烧结芯热管具有良好的传热能力.     

激光制备微热管传热分析与沸腾实验研究

电子自动化理论研究逐步深入以及电子产品更新速度加快,散热问题日益严峻。为了研究激光制备针翅平板微热管的传热性能,首先采用理论建模确定针翅结构,然后使用MATLAB软件计算出其最优解,再通过激光制备针翅平板结构,最后通过沸腾单因素实验验证其计算出的最优解对针翅平板微热管传热性能的影响,并以温差作为评价针翅平板微热管传热性能指标。结果表明:当针翅结构高为0.3mm,宽为0.2mm,横向间距0.3mm,纵向间距0.3mm时,平板微热管的传热性能最佳。     

超薄微热管的研究现状及发展趋势

快速增加的系统发热已经成为当代先进微电子芯片系统研发和应用中的一项重大技术挑战。热管以其高导热率、高冷却能力、高稳定性和长寿命等优点在高热流密度元件的散热技术领域得到广泛应用。但是,随着电子产品不断朝着高性能化与轻薄化的方向发展,传统圆柱型微热管或普通压扁型热管已难以应用于紧凑、轻薄型的电子设备散热,体积更小、质量更轻、厚度更薄的超薄微热管已成为目前热管技术的重要发展方向和研究热点。详细介绍了超薄微热管的类型及应用,重点综述了目前国内外关于超薄微热管在成形工艺及吸液芯结构等方面的研究进展情况,分析讨论了其在电子器件散热中的发展所存在的问题,并进行科学预测与展望。     

一种均温板低温起动性能试验研究

为了将热管均温板应用于机载电子设备散热设计中,根据机载环境条件,研究了埋铜-水热管均温板低温环境条件下的起动性能。采用低温箱模拟低温环境条件,通过试验研究了不同冷却方式、不同热耗对热管低温起动性能的影响,得到起动温度曲线,在-55 ℃低温环境中,液冷(供液温度10 ℃)和自然散热两种冷却方式下,热管均能正常起动,未出现由于冷凝段温度过低导致的起动失败现象。     

一种用于高热功率密闭计算机散热的环路热管系统

工作在潮湿、粉尘、腐蚀等恶劣环境下的电子设备需要密封,当机箱内部元器件的总发热功率过高时急需一套有效的散热系统来保证该电子设备安全稳定地工作.文中设计了一种环路热管系统.该环路热管系统的蒸发段位于密闭机箱内部,通过工质的相变源源不断地将元器件的热量传递到位于机箱外侧的冷凝段中.若PCB上电子元器件的结温低于其上限值,则该环路热管散热系统满足要求.理论计算和数值计算表明,该环路热管散热系统能够很好地保证高热功率密闭计算机安全稳定工作.     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

苯乙烯装置中的高温换热器设计

苯乙烯装置的中间换热器在800℃以上高温下工作，介绍了引进设备的选材和结构设计，分析了引进设备结构上的缺点，同时说明国产设备在结构设计上所做的改进，提高了换热效率，简化了制造工艺，并增加了设备的整体安全性。     

高温高压钛制列管式换热器的制造

某石化企业PTA装置中的第五、第六预热器属高温高压的钛制列管式换热器,过去此类容器均从国外成套引进,改造后的新装置中的第五、第六预热器比原引进的容器压力、温度都有所提高,结构也进行了改进,通过分析、解决容器的制造技术难点,完成了第五、第六预热器的制造,为高温高压的钛制列管式换热器的国产化开辟了广阔的前景。     

热管强化切削区换热的研究现状及进展

在机械加工过程中,切削液的大量使用不但造成了资源的浪费和成本的剧增,而且对生产环境和从业者的身体健康都造成很大危害,不符合当前绿色制造的发展方向。本文结合热工领域的相关换热理论,论述了热管用于强化切削区换热,以减少或者避免使用切削液,从而实现绿色高效加工。分析了现有应用研究中存在的问题与缺陷,并对热管强化切削区换热的进一步研究做出了展望。     

利用热管技术提高土壤源热泵水平埋管换热效能

提出了把热管应用到土壤源热泵的水平埋管换热器中，用以提高换热器周围土壤的温度和稳定土壤的温度场，以减少埋管换热器的占地面积。     

高温热泵在我国应用的可行性分析

介绍了国、内外高温热泵的研究和发展情况，并从高温热泵的技术、能耗、经济性等方面进行分析，提出了高温热泵装置在目前条件下达到与燃油锅炉相竞争的经济性所必须达到的成本和效率曲线。认为它可首先应用于对环境和安全性要求较高的埸合，以及能利用电价峰谷差的蓄热空调系统中。其应用前景主要取决于能否有效地降低成本和提高效率，以及国家对能源政策的导向和对环境问题重视的力度。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.