太阳能热管采暖系统的热性能分析

太阳能的利用中普遍受到气候因素制约,导致夏季过热而冬季易结冰的问题,基于此设计了一种新型气液分离式热管采暖系统,热管内的传热气相工质和液相工质分开流动,这种热管采暖系统有效避免了毛细极限和携带极限的影响,对比普通地暖管、单热管、两根热管以及在改变混凝土块面积情况下加热混凝土块表面温度特性实验测试,结果表明热管具有更好的导热性能,可以利用热阻小的特点来降低供暖的热水温度,从而达到节能的目的。实验证明了铜-水热管采暖系统的高效换热效率和快速热响应性能。热管式采暖系统对于提高热效率和室内舒适度具有重要意义,同时利于采暖系统的安全和高效运行。     

热管在LD端面泵浦固体激光器散热系统中的应用

基于热管的传热原理,计算了热管的等效导热系数.采用电加热器作为模拟热负载,在实验和数值计算上比较了热管散热器和水冷方式的散热效果;在激光二极管端面泵浦固体激光器中,模拟并比较了热管散热和水流散热方式对晶体温度分布以及热透镜焦距的影响.结果表明,使用热管散热器在该系统中具有一定的散热效果,而且它可以克服水冷方式带来的水流温度波动、设备复杂庞大等缺点,为激光二极管端面泵浦固体激光器中晶体散热提供了一种解决途径.最后,提出了一种热管式热沉设计方案,利用热管的高导热性,将其做成热沉取代铜直接用于夹持晶体和散热.     

热管刀具的设计及散热性能测试

为设计结构合理的热管刀具,研制了热管性能测试系统,模拟热管在车刀内的工作条件,通过正交试验优化热管使用参数.在此基础上,分别设计了嵌入式、侧压式和槽嵌式3种不同热管植入形式的热管刀具,并进行干车削45#钢实验,以量化评估这几种热管刀具的散热性能.对热管的传热测试结果表明:圆热管和扁热管在受热段长度18 mm、冷却段长度20mm、循环冷却水温度75℃、热管弯曲5°时的传热效果最优.对这几种热管刀具的切削量热实验表明:嵌入式热管刀具中的热管传热效率最高,槽嵌式的次之,侧压式的最弱.     

新型液线毛细芯环路热管启动及传热性能

为了解决传统环路热管(loop heat pipe,LHP)低负荷下启动难,运行不稳定的问题,设计了一种无储液室,且带有液线毛细芯的新型环路热管,对比分析了其与传统结构环路热管的启动及传热性能,还测试分析了该新型环路热管在变工况和重力辅助条件下的运行性能.结果表明:环境温度25℃,热沉温度20℃时,新型液线毛细芯环路热管可以在10～130 W成功启动,运行温度最高为91.3℃,热阻0.33 K/W,有良好的变工况及重力辅助运行性能.与传统环路热管相比,新型液线毛细芯环路热管在低负荷启动时热阻较小且有效消除了温度振荡现象,高负荷启动时热阻较大但启动时间大幅减少.     

高温异型热管启动性能实验研究

将热管技术集成到反应器中,开发了一种太阳能高温热化学耦合相变反应器(STPCR)。该反应器的核心部件为由热板和多根热管耦合而成的高温异型热管(HTSSHP)。针对反应器实际运行时的特点,初步考察了高温异型热管在不同起始温度和倾角下的启动性能。实验结果表明,起始温度的变化对启动性能的影响可以忽略;0°、15°、30°和45°倾角下高温异型热均能成功启动,但热板段和热管段呈现不同的规律,热板段垂直放置时启动性能最好,而热管段15°倾角下最佳。证明了高温异型管结构合理,可应用于太阳能系统中。     

高温热管在热防护中应用初探

本文介绍了高温热管在热防护中的应用原理,并利用电弧加热风洞产生的高温、高速气流,对一种装有高温热管的简单球头圆柱体原理性模型进行了加热试验.利用高温红外测温装置对模型表面的温度进行了测量,通过与普通复合材料制成的模型的试验对比分析,发现高温热管能够有效地将模型高温区热量传导到低温区,装有高温热管模型的驻点温度明显降低,显示出了良好的防热效果.     

热管材料P参数与剩余寿命关系的研究

通过分析影响热管材料寿命的三个主要因素 ,提出了用P参数预测热管材料剩余寿命的方法 ,并对其加以验证 .此方法将温度、时间和应力综合起来 ,可以方便地预测热管材料在一定压力下温度随时间变化时的剩余寿命 .     

烧结式微热管工质量模型的研究(英文)

微热管中工质量的多少,不仅影响微热管的传热性能,而且会影响微热管的传热安全性、可靠性与抗冻性.为了研究烧结式微热管中工质量的实验数学模型,通过对微热管工作原理与热流密度变化规律的分析,建立了微热管中工质量的数学模型,并通过对以蒸馏水作为工质,且对微热管灌注不同的工质量,在不同的温度下进行传热性能试验,对所建立模型中的相关参数进行求解.结果表明,在实际应用中,用所建立的实验模型进行计算,得出的工质量对烧结式微热管进行灌注,可以使烧结式微热管得到很好的传热性能.     

机载热管冷板传热性能与寿命预估试验研究

为考察热管冷板在机载条件下的适用性,设计一种温度循环试验方案对不同类型及同类型不同配置方式的9种热管冷板进行试验研究。根据温度循环前后红外热像仪测试结果分析不同热管冷板的传热性能差异,并基于试验结果采用阿雷尼乌斯公式进行寿命预估。研究表明:温度循环前后,铝均温板因产生不凝性气体导致传热性能恶化,普通铜水热管冷板与微热管阵列冷板传热性能均未发生改变,可靠性较好;未发生恶化的热管冷板在最高工作温度下预估寿命至少为6 627 h,可满足使用寿命要求。研究工作可为机载热管冷板的选择与设计提供参考依据。     

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。     

纳米流体在铜丝丝网平板热管中的应用

以去离子水和水基铜纳米流体为工质,对一种铜丝丝网平板热管的传热特性进行了实验研究.分析了不同工作压力、不同工质和纳米流体质量分数对铜丝丝网平板热管传热性能的影响,并与单一铜丝平板热管的换热性能进行了比较.结果表明：纳米流体在低压条件下可以显著提高热管的换热特性,是一种适用于平板热管的新型工质;在使用水和纳米流体2种工质的实验中,铜丝丝网平板热管的各项换热功能指标均优于铜丝平板热管,并且热管热阻明显降低,最大功率也明显增加.     

用热管技术增大夜晚沙土降温幅度的实验研究

进行了热管增大沙土降温幅度的实验.实验中使沙土温度高于大气温度,测量了随时间推移沙土的自然降温曲线和插入热管后沙土的强制降温曲线.实验分若干组:测同一沙层不同半径处沙土温度,测同一半径不同沙层处沙土温度,改变热管根数测沙土温度.实验结果表明:当入夜后大气温度低于沙土温度时,热管可以增大沙土降温幅度,从而使利用热管减缓沙土中的水分蒸发成为可能.     

锂离子电池模组热管-铝板嵌合式散热结构温度仿真分析

动力电池合适的工作温度对电动汽车的安全、可靠运行至关重要,为了强化换热,提高电池组的散热性能,设计了热管-铝板嵌合式散热结构应用于锂离子电池模组,通过仿真分析对比了3种不同散热条件下电池模组的散热效果和均温性.结果表明,采用热管-铝板嵌合式散热结构比单一使用热管或铝板具有更好的散热效果和均温性.对电池间铝板厚度和热管数量对模组最高温度的影响进行了双因素方差分析,发现铝板厚度和热管数量的增加都能降低模组的最高温度,随着其进一步增加,影响效果逐渐降低;在自然对流条件下,铝板厚度对最高温度的影响更为明显,同时从性价比的角度出发,应优先考虑适当增加铝板厚度以优化电池组散热性能.     

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。     

热管余热回收装置传热特性的模拟研究

为分析热管余热回收装置的运行特性,利用计算流体力学软件对装置进行了数值模拟,对热管换热器在不同结构形式(改变管排数、改变管间距)和不同入口参数(改变烟气的进口速度)时的换热过程进行模拟,获得不同情况下预热空气的温度,得出余热回收装置的最佳运行条件.模拟结果表明4排热管布置时换热效果优于5排,烟气进口速度增大时换热效果也会增强.     

组合式吸液芯高温热管热阻和瞬时传热性能分析

根据碟式太阳能热管接收器的工作情况,开发设计了加工简便、成本较低的组合式吸液芯高温热管.对该热管建立了热阻模型,通过试验验证热阻模型的可靠性,并从温度、热阻和当量导热系数3方面与三角沟槽/金属丝网吸液芯热管进行比较,分析了热管瞬时传热性能.在相同的冷却工况下,与三角沟槽/金属丝网吸液芯热管相比,组合式吸液芯热阻稳定且较小,当量导热系数较大.因此,组合式吸液芯高温热管较三角沟槽/金属丝网吸液芯热管传热性能优良,可较好地应用于碟式太阳能接收器.     

板式脉动热管分层启动现象及其特性

针对目前对板式脉动热管(FPHP)启动发生的过程及启动温度、启动时间等参数定义的模糊性,研究一种并联梯形微通道板式脉动热管的启动行为,发现板式脉动热管启动时冷端呈分层启动现象,并提出与之相适应的3个启动参数即初始启动温度、完全启动温度和启动时间以描述板式脉动热管的启动过程。研究结果表明:加热功率对启动温度影响很小,对启动时间影响显著;启动时间随倾角的增大而缩短;在相同工况下,脉动热管的冷态启动非常近似,热管工质的冷态初始分布具有相似性。     

一种基于ActiveX技术的温度采集系统的实现

介绍了一种基于ActiveX技术的温度采集系统.此系统由上位微机、RS-232/485转换器、温度采集模块以及热电偶组成.上位机使用VB编程,并将程序封装成ActiveX控件的形式,可以很容易地移植到其他应用程序中;下位机使用研祥公司生产的电阻式温度检测器(RTD)亚当模块ARK-14013,能很方便地与上位机连接.现场实验结果表明此系统能完成实时温度数据采集的功能,并具有较强的可操作性和稳定性.     

HCPV用平板式环路热管实验研究

设计了一种用于高倍聚光光伏太阳能电池(HCPV)散热的混合烧结芯平板式环路热管,并实验研究了负荷、倾角、冷凝器参数等对热管启动和运行性能的影响.实验表明,该热管基本可满足HCPV负荷及安装角度要求,热面温度100℃内的最大负荷可达320 W(热流密度为40 W/cm2).蒸发器和储液器、蒸发器和冷凝器相对位置对热管性能影响很大.当储液器在蒸发器下方时启动更容易;冷凝器在蒸发器上方时低负荷启动温度下降.可通过减少冷凝器内冷却水流量,提升热管反重力运行的启动能力.     

青藏铁路低温热管应用的能量基础条件

针对青藏铁路冻土路基工程中广泛应用的低温热管,研究了其工作的能量条件和工作效果.依据观测数据对低温热管的降温效果进行了分析研究,并采用有限元方法,在实测数据作为边界条件的基础上对低温热管的30年长期工作效果的变化趋势进行了数值模拟研究.对实测数据的分析以及数值模拟计算的结果都反映出相同的趋势:热管的应用有效地降低了土体温度,并在长期工作中能够持续降低土体温度.研究表明,在气温升高趋势下,低温热管应用于寒区工程的能量基础条件未有重大改变,并能够在30年的寿命期内持续地发挥作用,使应用这种热管的冻土区路基工程热稳定性得到保证.