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文檔簡介
1、近年來,熱管得到越來越多的應(yīng)用,對熱管的研究也得到人們的廣泛關(guān)注。研究人員提出各種不同的方法以提高熱管的傳熱效率,例如優(yōu)化熱管結(jié)構(gòu),在熱管內(nèi)部加分流管、開孔抑泡管、溢流同心導(dǎo)管等,這些措施在一定程度上對熱管的傳熱效率起到很好的強化作用。 本文從另一個角度出發(fā),未改變熱管結(jié)構(gòu),而是采用一種新型傳熱冷卻工質(zhì)——納米流體作為熱管工質(zhì),實驗研究納米流體對小型熱虹吸管的強化換熱作用。本研究以一根小型兩相閉式熱虹吸管為研究對象,考察納米顆粒
2、懸浮液濃度、顆粒種類、熱管運行壓力對熱虹吸管傳熱效率的影響。此外,還考察了采用納米顆粒懸浮液為工質(zhì)后,對熱虹吸管傳熱極限的影響。通過試驗及計算得出各種實驗條件下熱虹吸管蒸發(fā)段q-△T、he-q、hc-q、qmax-ω等關(guān)系曲線圖等,進而比較納米顆粒懸浮液取代去離子水后,熱虹吸管換熱性能的優(yōu)劣。 本試驗工質(zhì)有3 種:去離子水、CuO 納米顆粒懸浮液和碳納米管顆粒懸浮液。實驗相關(guān)參數(shù)為:實驗壓力有7.45 kPa,12.38 kPa
3、,19.97kPa 和大氣壓4 種,對應(yīng)的工質(zhì)飽和溫度分別為;40℃、60℃、80℃ 和100℃。工質(zhì)CuO 納米顆粒懸浮液濃度為0.1wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%,碳納米管顆粒懸浮液為1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%、2.5wt%。實驗結(jié)果表明,在采用納米顆粒懸浮液為工質(zhì)時,熱虹吸管的換熱性能有了大幅度的改善,同時熱虹吸管傳熱極限也有很大的提高。 熱虹吸管換熱性能先隨顆粒濃度的增加而增加,后
4、隨濃度的增大而下降,這說明對于熱虹吸管的換熱性能,納米顆粒懸浮液存在一個最佳濃度。在本實驗條件下,工質(zhì)為CuO 納米顆粒懸浮液時,此最佳濃度在1.0wt%左右,碳納米管顆粒懸浮液為工質(zhì)時,最佳濃度大約為2.0wt%。熱虹吸管蒸發(fā)段臨界熱流密度隨顆粒濃度的增加而增加,隨后趨于穩(wěn)定,濃度對其影響不再明顯。熱虹吸管運行壓力對蒸發(fā)段沸騰換熱系數(shù)有明顯影響,壓力越小,納米顆粒懸浮液對沸騰換熱特性的強化作用越顯著。實驗研究表明,納米顆粒懸浮液在低壓
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