平板型环路热管泡沫金属毛细芯优化研究

本文设计了一种制备简单,成型规则,参数易控制的泡沫金属毛细芯,通过对其基本参数的研究测试分析,发现控制其孔隙率可以有效控制其平均孔径和有效导热系数。进一步采用不同孔隙率层复合布置的方式对泡沫金属毛细芯进行优化,并搭建实验台对其性能参数进行表征。结果表明：当复合毛细芯的加热侧和吸液侧分别布置为低孔隙率层和高孔隙率层时,其抽吸传质特性及蒸发传热特性均得到了优化。     

复合结构毛细蒸发器传热特性研究

研制了复合结构毛细蒸发器环路热管,实验研究了环路热管的启动性能与运行特性,通过与单一结构毛细蒸发器环路热管对比,表明复合结构毛细蒸发器环路热管传热功率密度得到了提高,热阻明显降低.但在低功率下启动时,复合结构毛细蒸发器环路热管的温度波动现象加剧.     

烧结铜粉吸液芯毛细性能研究

本文通过实验和数值计算对均热板内烧结铜粉吸液芯的孔隙率、体积收缩率、渗透率、毛细性能等开展研究,实验样品包括烧结的10组(50个)单粒径铜粉吸液芯和8组(24个)复合粒径铜粉吸液芯,分别开展了渗透率实验和毛细上升红外测试实验,通过渗透率实验结果与计算结果对比分析,验证了计算的准确性;采用计算有效毛细半径作为吸液芯的实际有效毛细半径,计算了吸液芯的毛细性能因子,分析了铜粉粒径对于各参数的影响。     

环路热管技术的研究热点和发展趋势

综述了环路热管技术近20年的主要理论和实验研究内容,分析了当前的研究热点,包括环路热管启动特性研究,以温度滞后和温度波动现象为代表的暂态特性研究,新型毛细芯的研制和毛细结构的优化,蒸发器内的强化传热和可视化研究,以及高级环路热管、混合冷却环路、多蒸发器混合环路热管、低温环路热管等新型环路热管技术。     

补偿腔支路对环路热管传热性能影响的实验研究

在环路热管系统工作中,存在因补偿腔温度过高而造成的蒸发器烧干现象。在常规环路热管系统中设计了补偿腔支路,以带走热源向补偿腔传递的径向热量,并对设计的环路热管系统进行实验测试,分析补偿腔支路对环路热管传热特性的影响。实验结果表明:补偿腔支路开启后,在热流密度14 W/cm²时,系统稳定启动所需时间从4 min减少到3 min,表明系统稳定启动所需时间减小,有利于快速启动;在热流密度18 W/cm²下,对应的壁面温度从88.2℃降至85.4℃,系统热阻从0.56 K/W减小到了0.49 K/W,表明系统所能承受的最大热流密度更大,系统热阻也更低,因此系统的传热性能更好。     

工质对平板型LHP运行特性影响的实验研究

本文研制了一套以不锈钢丝网为毛细芯的平板式蒸发器、风冷管翅式冷凝器的环路热管,并着重研究其以甲醇和丙酮为工质时运行特性的差异。实验结果表明,小型平板式LHP具有良好的启动特性和适应变热负荷能力,在相同的工况条件下,以丙酮为工质的LHP温度波动较小,系统启动较快且蒸发器壁面温度较低,但其极限热负荷能力低于甲醇。     

工质及材料对基于AMTEC多孔芯蒸发器性能的影响

以基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的毛细抽吸两相回路多孔芯蒸发器为对象,建立轴对称恒温相变模型,研究了分别以钠、钾、钠钾合金为工质时的毛细多孔芯及液体通道内压力、速度和温度分布,以及多孔芯材料分别为高温陶瓷、不锈钢、镍时的蒸发器内热质传输特性。结果表明,以钠钾合金为工质的多孔芯内表面温度要明显低于钠和钾;以高温陶瓷为多孔芯材料时,多孔芯内表面温度最低,使用镍为多孔芯材料时,内表面温度最高。     

多孔结构毛细芯蒸发器传热特性的实验研究

本文针对不同压力条件下不同换热表面结构的毛细结构蒸发器气(?)液相变传热特性进行了实验研究。选取微槽道结构和烧结丝网结构的换热表面分别在蒸发压力为0.86×10~5 Pa、0.91×10~5 Pa、0 96×10~5 Pa、1.0×10~5 Pa、1.5×10~5 Pa、2.0×10~5 Pa条件下进行了传热特性研究并对其实验结果进行对比,结果表明,压力对换热系数有重要的影响,当压力范围为0.86×10~5～1.0×10~5 Pa时,在过热度相同的条件下,随着压力的增加,换热系数呈上升趋势;在较大压力的条件下,换热系数随着过热度的增加呈先升后降的趋势。     

槽道尺寸对平板式环路热管性能的影响

设计开发了一套平板式环路热管,比较了2 mm×1.5 mm和1 mm×1 mm(高×宽)两种蒸气槽道环路热管在不同倾角和充液率下的性能。结果发现,两种蒸气槽道在相同条件下最低启动功率相同,但前者启动时间和过渡时间较后者短。稳定运行时,除充液率为55%且功率小于150 W外,其他情况下前者运行温度比后者低。变工况运行时,随功率的增大,温度后者变化很大,而前者变化较小,前者自适应能力强。对于传热特性,两种槽道环路热管的热阻都随功率的增大而逐渐减小,最后趋于平稳;对水平、充液率为55%的系统,功率较小时前者热阻较大,功率增大后,其值大幅减小,215W时仅为0.12℃/W。     

多孔芯冷凝器内流动与换热特性

ＣＰＬ热控系统由于其独特的运行优势,在航天热控系统及微电子冷却装置等应用中越来越受到人们的重视．多孔芯冷凝器的提出很好地解决了压力波动和启动困难问题,目前关于这方面的研究尚处于初级阶段．本文试图建立多孔芯冷凝器冷凝通道内的流动和换热模型,探讨各影响因素对凝结换热过程的作用机制,并通过多孔芯冷凝器内部工作状况的可视化实验结果验证了理论模型的合理性。     

环路热管技术(LHP)的发展现状

LHP作为一种新型传热装置,经过近三十年的发展,其技术已日趋成熟,并已开始在航天器中应用。本文在作 者对LHP研究的基础上,结合国内外LHP技术的进展,综述了LHP技术的主要研究现状及今后发展的趋势,并论述了 LHP技术的应用前景。     

热管喷射式制冷系统吸液芯的选择

本文描述了一种新型的太阳能热管喷射式制冷系统。其中热管吸液芯分别采用普通不锈钢丝和反向槽道毛细结构,分析其工作性能。另外为了获得更好的系统COP值,选择四种适合热管工作的工质进行计算,分析它们在采用前述两种吸液芯时的工作情况。研究表明由于反向槽道毛细结构可使工质流动压降更低,增强传热,当系统发生温度为70℃左右时,该系统具有更好的运行性能。而且此系统可有效利用太阳能,该系统若能与建筑复合,则具有广阔的应用前景。     

低温环路热管(CLHP)的实验研究

研制了一套氮工质低温环路热管,实验测试了CLHP系统启动、运行特性、周期性热负荷以及环境寄生热等性能。结果表明,CLHP系统在工作温区内能够顺利启动,可在加热负荷突然变化的条件下正常运行,显示出CLHP具有优良的运行特征,次回路可以有效解决CLHP系统在超临界环境中的启动问题。     

CPL复合毛细芯流动性能及工质特性分析

本文分析了两相毛细泵回路(CPL)复合结构毛细芯的流动阻力特性,讨论了影响毛细芯阻力大小的主要因素,计算结果表明,复合毛细芯的流动性能比单一粒径毛细芯优越。另外,还分析了工质物理性质对CPL性能的影响,指出改善工质表面张力特性是研制高性能CPL的方向之一。     

平板热管蒸发段多孔介质内流动和传热分析

通过假定平板热管多孔芯内流体的压力分布,对流动和传热进行了分析,得出结论:边界对于速度分布和流量计算的影响比惯性影响大,对于液层的分布二者影响都很小;多孔介质底部温度分布均匀,热流密度方向基本垂直于边界.     

窄筛分水洗沙的气测和水测渗透率实验

为证实随粒度变细无因次渗透率变大是气测渗透率的特有规律,对粒度100-450μm范围内的五种窄筛分水洗沙的渗透率进行了实验测量对比。实验结果表明,随粒度变细,气测无因次渗透率规律变大是固有的,是流动滑移增强的结果。平均粒度402．5μm筛分沙形成的孔隙尺度不是受流动滑移影响的终结尺度。流动滑移影响远比认定的强,不限于Kn>10-3。同粒度范围内水测渗透率受流动滑移影响不明显,五种筛分沙的无因次渗透率-孔隙率数据几乎都落在曲线K~(1/2)／d=0．283Φ2.67的±4．1％以内。出人预料的是,不受流动滑移的水测渗透率并不比受流动滑移影响的气测渗透率低。平均粒度402．5μm筛分沙的气测渗透率比水测渗透率低近46％,远大于渗透率,孔隙率测量误差之和。数表气体粘度系数包括流动滑移成分,数值偏低是可能的。     

平板式mLHP的仿真与实验研究

环路热管是一种靠蒸发器的毛细芯产生毛细力来驱动回路运行,利用工质相变来传递热量的高效传热装置.本文研制了一套不锈钢外壳,以氨为工质的小型平板式环路热管(mLHP),并着重研究其在不同热负荷条件下启动特性及变工况条件下的稳定运行特征,通过对平板 mLHP 运行机制理论分析,建立了合理的数学物理模型,实现了对整个系统动态仿真.实验结果表明,小型平板式 mLHP 可以在不同热流密度下快速启动,并具有良好的适应变热负荷能力.实现了平板式 mLHP 系统中各个主要节点的压力、温度和流量的动态仿真,与实验数据对比,仿真结果和实验数据吻合较好,加深了对 LHP 系统运行机理的理解.通过实验和动态仿真结果对系统结构进行优化,为应用在电子器件散热的高效率平板式 mLHP 系统的设计与优化提供依据.     

脉动热管的结构改进及其传热特性的实验研究

通过观察脉动热管的运行过程,并分析其存在的缺点,提出对脉动热管的结构进行改进,合理匹配各通道内的 流动阻力,实现工质在热管里的稳定单向流动,以改善加热段的供液情况,提高脉动热管传热性能。并对充灌率、倾角和 通道大小对改进型脉动热管的传热性能的影响进行了实验研究。