铜-水振荡热管的传热特性

测定了风冷垂直放置的蛇形弯曲封闭循环铜一水热管在不同充注率、加热功率下的热阻．根据实验现象及对热阻的比较,分析不同情况下振荡热管的传热特性,并用完全联接的多层前向神经网络和具有动量项的误差反向传递学习算法建立了振荡热管传热性能的人工神经网络理论模型．由于热管在不同充注率时传热机理不同,用统一的神经网络模型难以精确描述,因此建议分段建立理论模型．     

振荡流热管内流动及传热特性计算分析

针对回路型振荡流热管,结合目前理论分析及实验研究结果,对其内部流动及传热过程进行合理简化建立了物理模型.通过划分适宜的单元体,对单元体管内汽—液塞的受力情况进行分析,构建了单元体及整个回路的数学模型.对振荡流热管加热段内流动及传热特性以及结构和运行参数对其影响进行了计算分析,揭示了振荡流热管内单相对流传热与相变对流传热...     

回路型脉动热管的运行与传热

为深入了解脉动热管的运行和传热的机理与规律,研究了铜—水回路型脉动热管(Looped PHP)在空气冷却条件下,充液率、管径、加热段冷却段长度比等因素对传热性能的影响。结果发现,充液率在35%附近时传热功率达到最大值;相同的对流换热条件下,小管径热管的热阻更小,运行和传热性能更好;脉动热管本身的热阻与外部换热条件有很大的相关性。另外,通过分析脉动热管壁面温度波动的特征,揭示了波动的成因及其所反映的内部流动和传热状况。     

气—气热管换热器的传热有效度—传热单元数设计方法

用传热有效度－传热单元数法对热管换热器中连续变化的流体温度进行了计算,得到了冷,热流体之间的换热量和各排热管出口处的流体温度。这种方法物理概念清晰,计算程序简单,计算结果准确,是一种较完善的热管换热器设计计算方法。     

外加振荡源对闭环脉动热管传热性能影响的实验研究

以去离子水（充液率70%）作为工质,采用对比实验研究方法探究外加振荡源对闭环脉动热管传热性能的影响。首先,对无外加振荡源的闭环脉动热管的传热性能进行研究;然后,将加热功率分别固定在25 W及100 W,研究外加振荡源的振荡周期及幅度对闭环脉动热管传热性能的影响,并将两者的实验结果进行对比分析。结果表明:当加热功率分别为25W和100W时,外加振荡源可以提高闭环脉动热管的传热性能。在热阻方面,外加振荡源较无外加振荡源,闭环脉动热管的热阻更小,热阻最大降幅分别为68.5%和48.1%;在加热段与冷凝段的温差方面,外加振荡源较无外加振荡源,闭环脉动热管的温差更低,温差最大降幅分别为67.5%和47.9%;在绝热段平均温度方面,外加振荡源较无外加振荡源,闭环脉动热管的温度更低,绝热段平均温度的最大降幅分别为35.8%和31.0%;在启动性能方面,外加振荡源比无外加振荡源,闭环脉动热管的启动时间更短,蒸发段的温度波动也更小。     

乙醇加入少量丙酮振荡热管传热性能实验分析

通过实验研究充液率为45%,55%,62%,70%和90%时,乙醇丙酮体积配比为7：1和4：1的混合工质振荡热管的热阻特性,与纯工质乙醇、丙酮进行对比,结果表明:小充液率（45%）下,工质易发生烧干,由于丙酮减弱了工质携带热量的能力,混合工质振荡热管热阻大小在乙醇和丙酮纯工质之间;充液率为55%时,工质烧干功率增大,受气液平衡影响,混合工质振荡热管的热阻小于两种纯工质;充液率增大到62%以上时,没有出现烧干现象,由于传质阻力较大,混合工质振荡热管的热阻普遍大于纯工质,随着充液率的增加,这种影响减弱.     

气─气热管换热器的传热有效度传热单元数设计方法

用传热有效度传热单元数法对热管换热器中连续变化的流体温度进行了计算,得到了冷、热流体之间的换热量和各排热管出口处的流体温度。这种方法物理概念清晰,计算程序简单,计算结果准确,是一种较完善的热管换热器设计计算方法。     

不同工质振荡热管的传热性能

为了解不同工质回路振荡热管运行和传热机理及规律,进行了风冷弯曲封闭循环振荡热管的实验,测定了R123、乙醇和水3种不同工质在振荡热管中不同充注量及不同加热功率下的热阻.结果发现,振荡热管的激励和传热特性与工质的物性包括饱和温度、比热容、汽化潜热及饱和温度下压力随温度的变化率有关,且不同物性在不同工况下作用大小不同,这决定了热管发生振荡的难易和发生振荡后热阻性能的变化.     

3 mm闭式脉动热管传热性能的实验研究

为了研究大管径脉动热管的传热性能,设计并搭建了一种闭式脉动热管传热性能的测试装置,管道内径为3 mm,由此实验研究了该装置在加热功率为0～90 W范围内的传热性能,通过对冷凝段壁面温度波动特性进行分析,研究了不同加热方式对脉动热管传热性能的影响。结果表明:充液率为27.5%～67.5%时,脉动热管具有较好的传热性能,加热功率为90 W时,各充液率下的热阻值均在0.4 ℃/W以下; 当加热段的输入功率变化(加热功率以波动的方式输入)时,脉动热管的热阻大于对应的以恒定功率加热时的热阻,两者之间的差值随着加热功率的增大而减小; 加热功率突变且超过启动功率时,脉动热管很快启动,但达到稳定需要较长的时间,而采用渐进的加热方式时,脉动热管在短时间内即可达到稳定。加热功率较小时推荐采用较小的充液率,加热功率较大时充液率的选择应综合考虑工质的热容量和传热特性。     

脉动热管的传热极限特性

以蒸馏水和丙酮为工质,对多种工况下脉动热管的传热极限进行了实验研究．在分析脉动热管加热段和冷却段温度变化的基础上,归纳出了整体干涸型和局部干涠型2种传热极限的表现形式;分析了其产生机理：干涸导致传热极限的产生,再湿润引起传热极限表现形式不同．研究还发现,传热极限随着倾角、充液率的增加而增大;在倾角为0°时,热管工质为水时的传热极限低于工质为丙酮时的传热极限,在60°时,前者的传热极限却高于后者．     

振荡热管管内流型对传热性能的影响

对振荡热管的运行进行了可视化实验，观察并分析了在不同的充液率、传热量条件下，对应的管内工质的流动形式；实验结果表明，在不同工作条件下，管内会出现塞状流、塞状流和环状流并存的混合流以及环状流等不同的流型．对于几何尺寸特定的振荡热管，在不同的充液率和传热量条件下，管内的流动形式会由塞状流将逐渐过渡到半环状流和环状流，从而提高了热管的传热能力，使振荡热管的整体热阻减小．在一定的条件下热管的传热能力达到最大．     

重力热管壁温与传热特性的实验分析

使用FC-72、乙醇和水作为工质,根据热管各部分的温度变化,研究重力热管的启动、壁温波动和传热性能,分析工质对重力热管壁温和传热特性的综合影响.实验结果表明:重力热管在启动和运行过程中的壁温波动与内部工质和加热功率等因素相关,使用FC-72作为工质时,重力热管可在加热功率Q=10 W时平稳启动,以乙醇为工质时虽在启动中...     

倾斜波纹翅片振荡流热管的三维数值模拟研究

对平板翅片和倾角分别为15°、30°、45°的波纹翅片振荡流热管的流体流动和传热过程进行了数值模拟研究,得到了流体的温度和速度分布,并将其进行比较分析。模拟结果表明波纹翅片振荡流热管的传热效果随着倾角的增大而增强,但同时也增大了压力损失。模拟结果对振荡流热管换热器的强化传热研究有一定的指导意义。     

热源辅助策略下的脉动热管性能

脉动热管（Oscillating Heat Pipe,OHP）作为一种高效传热元件,具有结构简单、形式多样的优点,在复杂空间的散热中具有重要应用价值。对于实际中变负载工况设备而言,快速启动对其寿命与运行安全具有重要意义。本文采用热源辅助的方法,对铜-水三维脉动热管在热源辅助工况下开展了实验研究。结果表明,辅助热源的引入使温度波动更加稳定,但削弱了单向流动的形成,导致蒸发段温度升高、热阻增大,从而降低了整体传热性能。然而辅助热源避免了启动过程中的停滞现象,使OHP跨过传统的启动阶段,显著缩短启动的时间。基于此提出一种热源辅助策略：在脉动热管初始阶段开启辅助热源,使其迅速进入脉动状态,待运行稳定后再关闭辅助热源。该策略不仅有效缩短了脉动热管的启动时间,而且不影响其传热性能,从而实现了对突变热负荷的快速响应。在50 W工况下,OHP稳定运行时间由33 s缩短至11 s;在150 W工况下,则由7 s降低至5 s。该研究为脉动热管在突变负荷下的高效热管理提供了新的解决方案。     

超薄交替变径通道平板脉动热管的传热特性

采用印刷电路工艺,设计制作了厚度为1.00 mm的铜基平板脉动热管.宽度分别为1.00和2.20 mm的通道在平板脉动热管内交替排布,宽通道底部为刻蚀有平行微槽的阵列结构.以HFE-7100为工质,在充液率为30%～50%条件下,对有、无微槽结构的交替变径通道平板脉动热管的启动和传热性能开展比较研究.研究结果表明：平板脉动热管在水平和竖直放置时均可以正常启动,且实现稳定运行,引入微槽结构可以显著改善脉动热管的启动和传热性能,降低蒸发段温度,并增强其抗重力性能;在加热功率为24 W、充液率为30%条件下,超薄脉动热管分别呈水平和竖直放置时,其等效导热系数可分别达到1 241和1 226 W/(m·℃),比无微槽脉动热管分别提高25.6%和18.7%,能够较好满足部分芯片器件散热冷却的需要.     

低温热管的应用性能研究

为了保证青藏铁路的安全运行,在设计施工阶段就要解决维持青藏铁路沿线冻土层的温度恒定的问题．应用热管技术中的低温热管具有高效性、经济性、环保性等特点,经过分析青藏地区的气象资料并进行相关计算,发现热管传热总温差很小,平均10℃左右,且随大气温度的变化而变化．进一步通过理论计算,发现热管传热的总热阻很大,应尽量降低热管本身的热阻和凝结段空气的传热热阻．通过理论计算和试验验证,以氨为工质的冻土热管完全可以适应小温差下的传热环境,它可以将较低的大气温度直接“拉近”到埋入土壤内部的蒸发器表面,实现高效的储冷传热．低温热管不仅可以应用于公路铁路沿线,还可以运用在冻土地区的桥梁、涵洞、输油和输气管线等市政管线,应用前景广阔．