回路脈動熱管運行傳熱特性及管路結構改進的研究.pdf

1、脈動熱管作為一種新型高效的傳熱元件，在散熱技術問題日趨嚴峻的形勢下倍受研究人員的關注。脈動熱管結構簡單，然而工作機理復雜，是一種復雜的熱力耦合系統(tǒng)。目前針對脈動熱管的研究還處于初期階段，需要通過大量的實驗研究和理論分析揭示其工作機理，為工程應用提供設計指導。
　　 本文從脈動熱管運行傳熱影響因素的分析出發(fā)，明確了研究目標：回路脈動熱管啟動運行規(guī)律的研究；回路脈動熱管傳熱特性的進一步探析；提出改進型管路結構并通過實驗驗證改進型回路

2、脈動熱管運行傳熱的改善效果。具體研究工作主要包括以下幾個方面：
　　 (1)回路脈動熱管啟動運行規(guī)律的研究。氣泡的產(chǎn)生是脈動熱管啟動的第一動力，真空度與工質(zhì)充灌時所對應的飽和壓力的相對大小會影響開始產(chǎn)生氣泡所需要的加熱強度；穩(wěn)定運行中重力和蒸發(fā)段與冷凝段工質(zhì)壓力差是維持工質(zhì)定向流動的重要驅(qū)動力；運行過程中，工質(zhì)的流型很大程度上影響了換熱機制，低充液率容易形成環(huán)狀流，若能維持穩(wěn)定，則呈現(xiàn)出較好的傳熱特性。
　　 (2)明確

3、證實了回路脈動熱管存在傳熱極限。研究過程中發(fā)現(xiàn)，低充液率或過高的加熱強度下熱管蒸發(fā)段容易出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，導致傳熱惡化，達到傳熱極限。具體體現(xiàn)在三個方面：一是管內(nèi)工質(zhì)流動狀態(tài)的變化，隨著加熱強度增加，環(huán)狀流的液膜逐漸被蒸干；二是測點溫度變化，冷凝夾套中冷卻水溫差變小，表明傳熱量下降，同時蒸發(fā)段測點溫度飛升；三是熱阻的變化，隨著干燒現(xiàn)象出現(xiàn)，熱阻明顯升高。
　　 (3)提出改進型回路脈動熱管并研究其運行傳熱性能?；芈沸凸苈方Y構中U型彎

4、對于脈動熱管的啟動運行過程都會產(chǎn)生阻力，且U型彎處工質(zhì)容易由塞狀流轉變?yōu)榄h(huán)狀流但不能穩(wěn)定的維持，加熱強度的不斷增大促使液膜逐漸蒸干而出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，達到傳熱極限。改進型管路結構具有多通道并聯(lián)管路形式，容易形成多個流通回路，工質(zhì)兩相流動的局部阻力會有明顯降低，這一定程度上可降低脈動熱管運行的驅(qū)動溫差，從而降低熱阻。再者，多個流通回路的存在可保證足夠的液相工質(zhì)回流至蒸發(fā)段，不易出現(xiàn)干燒，一定程度提高了傳熱極限。通過與多彎回路脈動熱管的實驗對比