脈動熱管的啟動和運行性能及其可視化研究.pdf

1、本文對脈動熱管進行了可視化實驗和熱性能實驗，通過觀察和分析脈動熱管啟動和穩(wěn)定運行階段脈動熱管內的氣液塞行為和流動現(xiàn)象，結合熱性能實驗數(shù)據(jù)，分析了脈動熱管啟動和穩(wěn)定運行階段的熱性能。
　　 在啟動階段，在低加熱功率工況可能發(fā)生流型的突變過程。啟動階段脈動熱管內的氣泡和液塞的聚合、斷裂以及液態(tài)工質的回流現(xiàn)象，這些氣液塞的行為有利于管內氣液塞重新分布調整和脈動熱管的啟動，液態(tài)工質的回流對穩(wěn)定運行階段功率變化時的氣液分布調整和穩(wěn)定運行也

2、有重要意義；實驗還觀察到了脈動熱管內工質流向傳遞到整個回路形成穩(wěn)定單向循環(huán)流動的過程。通過引入?yún)?shù)最高啟動溫度，結合參數(shù)最小啟動功率和啟動時間，綜合分析了脈動熱管啟動性能，分析發(fā)現(xiàn)，低充液率和適中充液率的脈動熱管體現(xiàn)出了更好的啟動性能，而高充液率下的脈動熱管相對較難啟動。管內啟動方式會隨加熱功率的升高由溫度突變型改變到溫度平穩(wěn)過渡型，最高啟動溫度會在啟動方式發(fā)生改變后的一定功率范圍內降低，但隨著加熱功率的繼續(xù)升高，脈動熱管啟動溫度也可能

3、會隨之升高，結合加熱功率對啟動時間的影響可知，脈動熱管在加熱功率適中和較高時可以保證有較好的啟動性能，但在加熱功率繼續(xù)升高時，可能出現(xiàn)啟動溫度較高的現(xiàn)象。
　　 穩(wěn)定運行階段脈動熱管內工質存在不同流型，包括泡狀流、塞狀流、混合流和環(huán)狀流。在加熱功率改變時或高加熱功率的條件下，脈動熱管內工質會出現(xiàn)單向循環(huán)流動方向改變的情況。脈動熱管相鄰管分別為工質的上升管和下降管，上升管中氣態(tài)工質較多，流速較快，溫度也相對較高。
　　 低

4、充液率的脈動熱管的適應性較低，充液率較高時，脈動熱管能適應更廣的功率范圍，但在一定的加熱功率范圍內可能出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的現(xiàn)象。脈動熱管冷卻段的溫度脈動振幅遠大于加熱段，這可能是加熱方式、冷卻水溫度等因素造成的。冷卻水溫度的適當提高可以使運行更加穩(wěn)定，提高脈動熱管的傳熱性能，但可能使脈動熱管更難啟動和提高脈動熱管的工作溫度。相比于丙酮，汽化潛熱更大的蒸餾水在高加熱功率的條件下，體現(xiàn)出了更加穩(wěn)定的性能。
　　 本文還通過可視化實驗現(xiàn)象