新型平板式CPL系统的设计与实验

设计并研制了一种新型平板式CPL系统.在所设计的新型平板式CPL系统中,蒸发器和冷凝器均采用带有毛细芯的平板式结构.蒸发器的设计借鉴了LHP蒸发器的设计,在回流液体人口侧设计了由纵横十字槽道构成的液体补偿腔,以提高系统的稳定性以及高热流密度工作特性;冷凝器采用新型的三通道平板式结构,以改善系统的启动特性和稳定性.在系统的构成方面,贮液器通过两条通道和系统回路进行流体交换;贮液器和冷凝器相连;贮液器和回流液体管道相连.针对所设计的新型平板式CPL系统建立了试验系统,进行了启动和变工况等运行特性试验.实验证明:该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性,稳定的变工况运行性能.     

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.     

小型CPL启动与运行特性的实验研究

研制了蒸发器外径为11mm的小型CPL，实验测试了系统的启动性能与稳态运行特征. 实验结果显示，小型 CPL在不同加热功率条件下均可正常启动，可在加热负荷突然变化的条件下正常运行，显示出小型CPL具有优良的运行特征. 另外，实验表明储液器设定温度的突然改变、工质充灌量的不足对小型CPL的正常启动有不利影响.     

CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的数值模拟

对不同热流密度下CPL蒸发器多孔芯内相变工质的流动与传热特性进行了数值计算研究．计算所采用的是加入了非饱和传热传质段的三层数学模型．计算结果表明,多孔芯内液相含量的变化十分明显,为将多孔芯的汽液相变区处理为非饱和多孔区提供了充分依据．当热流密度增加时,非饱和区域的厚度开始变薄,且在热流增大到一定程度后,干饱和区域的出现对整个多孔芯的传热传质产生了较大影响．     

毛细抽吸两相环内温度压力稳定性分析

毛细抽吸两相流体回路 (CPL)是一种在航天领域具有广阔应用前景的高效相变换热装置 ,然而 CPL 系统内存在的温度压力波动现象严重地制约了其应用。为此建立了一个描述 CPL 系统工作不稳定性的数理模型 ,模型由 12个方程组成 ,包括分别针对蒸发器中蒸汽和液芯中液体的两组非稳态的质量、能量、动量守恒方程及其它补充方程。模型的模拟和分析表明 ,模型能够模拟系统的稳态、非稳态运行工况、临界振荡现象等。得出了系统温度、压力、焓值、热流密度、蒸汽质量流速、液体质量流速、蒸发质量流速、毛细半径等参数随时间变化的动态曲线 ,理论计算结果与实验结果基本吻合。根据理论计算结果分析了各种参数对系统性能的不同影响 ,并提出了改善 CPL系统稳定性的建议     

改进型太阳能固体吸附式制冰机的研制

基于平板式太阳能制冰机的大量实验研究及理论分析计算，对太阳能固体吸附式制冰机进行了新一轮的优化设计，各子部件采用无阀连接结构，使系统操作更为简单，实验表明，系统的吸附床、冷凝器、蒸发器等子部件之间性能匹配良好，设计制作的实物样机从工艺及制造成本上均接近产业化生产的要求，为太阳能固体吸附式制冷的民用化应用提供了依据。     

无重力条件下毛细相变流体回路的稳定性研究

利用Lucas-Washburn方程对毛细管液柱内液体的受力情况进行分析，获得了无重力条件下相变毛细管中流体上升高度与毛细管半径以及热流密度的关系式，并用此关系式分析了相变流体回路中回路压降与毛细芯界面高度位置的关系，同时，利用小扰动理论对影响界面高度的参数进行了分析研究，指出毛细相变回路广泛用于航天电子器件散热的原因是其一般在过阻尼状态下工作，具有极强的抗扰动能力．当工作热流一定时，为了提高系统的稳定性能，应采用毛细半径较小的毛细芯．文中导出的毛细提升系数和影响界面高稳定性的因素，对毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）系统的设计和工作流体的选择提供了一定的理论依据．     

CPL冷凝器多孔芯及槽道内蒸气的冷凝分析

基于Navier—Stokes方程，同时模拟了CPL冷凝器的多孔芯和槽道内蒸气和凝结液的流动过程，在不同的进口蒸气流速、冷凝器冷负荷和液膜过冷度的条件下，显示了气液界面的形成位置，分析了液膜形成和换热强度的影响因素。     

被动式热激活复合墙体热特性实验研究

内嵌管建筑围护结构具备良好的节能潜力和设计隐蔽性,可利用低品位可再生能源隔绝室外气候对室内环境的影响,受到建筑师和工程师的共同关注.针对主动式热激活建筑系统存在的驱动耗能高、运行维护困难等问题,采用两相热虹吸回路替代传统显热热交换系统,提出被动式热激活建筑系统概念.设计并搭建了被动式热激活复合墙体模块检测平台,研究了冬季模式下热源温度和充液率对建筑集成用回路热管运行特性以及复合墙体热特性影响.蒸发器出口与冷凝器进口及出口的高差分别为2.1 m及1.5 m条件下的实验结果表明:不同热源温度条件下建筑集成用回路热管均可成功启动和运行,即使在25℃低热源温度条件下回路热管的启动速度值也可达0.06℃/s(此时充液率为60%),验证了被动式热激活建筑系统的技术可行性;不同热源温度下,最佳充液率并非固定值,约为116%,保温隔热情景或中性情景下可适当降低充液率以获得更快的系统启动速度,而在辅助供能以及直接供能情景下则需适当提高充液率以获得较低的注热热阻;冷凝段是制约被动式热激活复合墙体热传输效率的主要瓶颈,总热阻中冷凝器热阻占比最大,约为58.4%～94.4%;注入热量可以明显提升围护结构温度,并在承重层与保温层之间建立温度分界面,达到保温隔热和辅助供能等设计目的.     

相变流体回路中毛细芯内液体气化界面的稳定性分析

通过分析液体气化界面位移与界面压力变化的物理机制,获得了相变流体回路中毛细芯内的界面位移及曲率变化与压力变化的关系式,导出了气液界面的稳定性判据．根据这一判据,并由所建立的丝网型毛细芯中界面位移的物理模型,得出了毛细芯内液体气化界面的稳定性曲线．文中的界面模型和稳定性判据,对分析和揭示毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）中毛细蒸发界面的位移机制和动力学稳定性,对预测毛细芯内液体的干涸以及系统运行的失稳乃至崩溃等,都具有一定意义．     

CPL在笔记本电脑中汽液两相传热的实验研究

毛细泵吸环路是一种高效相变热传递装置。传统大型毛细泵吸环路(CPL)环路的研究与应用已相当成熟,但当尺寸缩小时会有许多新的问题产生。针对笔记本电脑中CPU在小空间内的发热量高的趋势,本文提出采用微型CPL取代传统热管,实现小空间内的高效传热,并进行了实验以及理论分析。     

CPL蒸发器多孔芯温压变化的数值模拟

应用二维气液两相分层饱和多孔介质模型,对蒸发器多孔芯内的传热传质过程进行了非稳态数值模拟．根据多孔芯内气液相界面移动时,内部温度场和压力场分布的计算特性,分析了系统启动和变工况运行过程中多孔芯温度和压力的变化机制。     

板式脉动热管内气液两相流流型演化及传热分析

基于VOF方法建立了板式脉动热管内气液两相流动和相变传热的三维非稳态数学模型,并进行了数值求解.研究了该型热管内气液两相流流型演化和相变传热特性,比较了不同加热功率条件下热管内的流型和温度分布.研究结果表明:该板式脉动热管在运行过程中出现的主要流型有泡状流、柱塞流、环状流;当加热功率为100和120 W时,启动工况下热...     

NH3/CO2低温制冷系统研究

研究了一种NH3/CO2 复叠式低温制冷系统 ,其中高温部分采用NH3做工质 ,低温部分利用CO2 为工质 .通过对NH3/CO2 复叠式制冷系统的性能进行的热力学模拟计算 ,分析了该循环的运行参数和性能系数在中间温度和冷凝温度改变时的变化规律 ,结果表明 :在同一冷凝温度下 ,复叠式两级低温制冷系统存在一个最佳中间温度 ,使系统性能系数最大 ,在最佳中间温度的± 5K范围内 ,性能系数降低很少 ;高温级冷凝温度改变时 ,循环性能系数也要随之变化 ,随冷凝温度增加 ,系统达到最大性能系数时的最大中间温度也增加 .研究结果为该复叠式制冷系统的优化设计和实际运行提供了理论基础     

谷物干燥热泵性能的实验研究及理论分析

在已开发的热泵流化床谷物干燥设备研究基础上对其中的热泵进行了实验研究,得出干燥实验系统热泵供风温度以及供热系数的影响因素及其影响规律.通过对实验结果进行细致的理论分析,发现增大蒸发器回路风量与降低冷凝器出口风温可以显著改善热泵性能.依此拟定了热泵改进方案,预测了改进后热泵的性能指标,分析比较了相应干燥系统的经济效益.结果显示,改进后的热泵供热系数可达到3.856,干燥费用进一步降低.     

Experimental study of partially flattened axial grooved heat pipes

This article made experimental study on mini-axial grooved heat pipes （AGHP） with 11 flattening forms. It analyzed how the flattening form, flattening thickness and working temperature affect axial tamperature distribution, thermal resistance, heat transfer limit and the phase-change heat transfer coefficients in evaporator and condenser sections. The result indicates that all forms of AGHPs can maintain good isothermal performance under normal operating condition. The geometric shape of AGHP has obvious impact on heat transfer limit. With respect to an AGHP with 2 mm-thick evaporator section, when the thickness of its condenser section increases from 2 to 3 mm, its heat transfer limit Increases by 81%; with respect to an AGHP with 3 mm-thick evaporator section, when the thickness of its condenser section increases from 2 to 3 mm, its heat transfer limit increases by 134%; with respect to an AGHP with 4 mm-thick condenser section, when the thickness of its evaporator section increases from 2 to 3 mm, its heat transfer limit increases by 26%. When the thickness of the evaporator section increases by 1 mm, the heat transfer limit will increase by 9%-26%, while when the thickness of the condenser section increases by 1 mm, the heat transfer limit will increase by 20%-86%. The thickness of the condenser section has greater impact on heat transfer performance of an AGHP than the thickness of the evaporator section does. The study content of this article will help understand the heat transfer performance of AGHP, and electronic thermal design process.     

非均匀风速下翅片管换热器冷剂流路稳健设计

非均匀风速分布对翅片管换热器的性能影响显著.采用EVAP-COND软件,针对R22和R410A两种制冷剂,在空气进口状态、流量、换热器的几何结构尺寸相同的情况下,研究了4种典型的不均匀风速分布形式及风速不均匀度对热泵空调中冷凝和蒸发两用换热器性能的影响,并对比了三种不同流路布置的换热器性能,结果表明:蒸发器性能受不均匀风速分布的影响比冷凝器更显著,且风速不均匀度越大,换热器的性能越差;通过优化换热器的流路布置可以明显提高换热器的性能.提出一种全交错型流路设计,显著降低了风速分布变化对换热器性能的影响.