拐角式平行軸旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能的研究.pdf

1、隨著傳動(dòng)技術(shù)的不斷進(jìn)步,轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速向著大動(dòng)率、高滑差方向發(fā)展,流變傳動(dòng)所產(chǎn)生的熱量也面臨大幅度提高,研究適用的散熱技術(shù)以保證傳動(dòng)部件的局部溫度能控制在許用的范圍內(nèi),具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用意義。在調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)散熱技術(shù)資料的基礎(chǔ)上,對(duì)使用效果較好的臺(tái)階狀旋轉(zhuǎn)熱管進(jìn)行了兩項(xiàng)改進(jìn),在冷凝段采用整體針翅以強(qiáng)化換熱,用整體彎折替代臺(tái)階以便于利用旋轉(zhuǎn)離心力實(shí)現(xiàn)冷凝液回流,并直接將加熱段設(shè)置在傳動(dòng)部件附近,形成了一種新型的“帶拐角的平行軸旋轉(zhuǎn)強(qiáng)化

2、熱管”。在額定轉(zhuǎn)速n=720rpm,充液量?范圍10％~30%條件下,使用VOF模型對(duì)拐角α=15°的該型熱管管內(nèi)液膜分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn),距熱管蒸發(fā)段端面1㎜處管道截面上,在?＜20%的條件下,液膜部分潤(rùn)濕管壁,熱管內(nèi)管壁存在干涸區(qū)域;?≥20%,液膜能全部潤(rùn)濕蒸發(fā)段管壁。對(duì)拐角α=15°的平行軸旋轉(zhuǎn)強(qiáng)化熱管在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)的充液率范圍為10%~25%,熱流密度為7×103～5.3×104W/㎡、主旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)熱管

3、旋轉(zhuǎn)形成冷卻風(fēng),其雷諾數(shù)范圍為2.3×103～1.2×104。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該型熱管啟動(dòng)性能良好,能在1min內(nèi)迅速啟動(dòng);充液量?=20%的熱管傳熱性能最佳,其傳熱能力隨轉(zhuǎn)速的增加逐漸增強(qiáng);實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)速n≤500rpm的工作場(chǎng)合,可在熱管內(nèi)加裝吸液芯以幫助冷凝液回流,轉(zhuǎn)速n＞500rpm的場(chǎng)合不必安裝吸液芯;試驗(yàn)證實(shí),在相同條件下,與錐臺(tái)型旋轉(zhuǎn)熱管相比,這種新型的帶拐角平行軸旋轉(zhuǎn)熱管具有較低的傳熱熱阻,約為錐臺(tái)型旋轉(zhuǎn)熱管的50%。