相变传热与热管技术在石油工业中的应用

本文介绍热管的物理原理及其工作，举出热管技术在石油工业中的应用两例。     

热超导体——热管技术的原理及应用

说起超导现象人们就会想到,当温度降低到一定程度时,导体对电流的阻碍作用就消失,即电阻等于零。现在要给大家介绍的是对热量超导的热管技术。     

热管及其应用

我国新修建的青藏铁路有550km是铺设在冻土区，其中300多公里属于地温高、厚度薄的极不稳定冻土，这成了影响行车安全的头号隐患．为了防止冻土融化，确保路基的稳定，有关工程技术人员采用了多种调控技术．其中传导调控中的热管是一种无需外加能源的冷冻技术，它在生产实际中有着广泛的应用．     

热管技术在矿井低温热能提取中的应用研究

矿井回风蕴含着丰富的低温余热资源,对其进行有效开发利用,有助于矿区实现清洁供热.为克服现有矿井回风低温换热技术中存在的问题,研发了适用于矿井回风低温、高湿、高煤尘环境,负荷为78 kW的两相式低温热管换热器.对设备实际运行效果测试表明:测试工况下换热器平均取热量达到63 kW,整个供暖季运行期间换热器未出现结冰现象,设...     

热管辐射器在高空环境中的应用研究

本文建立了热管辐射器传热、散热过程的数学模型,通过数值模拟计算对热管辐射器肋片参数的优化进行了分析.考察了循环流体温度和空间等效热沉温度对热管辐射器散热能力的影响,所得结果对热管辐射器在高空环境中浮空器设备舱热控制应用具有参考意义.     

热管换热器用于LED冷却系统的实验研究

研发了一系列将发光二极管(LED)散热与热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究。结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能将节点温度控制在70℃以下,满足了大功率LED对结点温度的控制要求;实验结果还表明,翅片结构不同,换热器散热能力明显不同,所研发系列异形翅片热管换热器的散热能力明显高于目前常用的普通矩形翅片热管换热器,其中以外翻形翅片热管换热器散热能力最好;还研究了热管换热器工作倾角对其散热能力的影响,并给出了热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响。     

热管技术在金属模具均温散热上的应用

热管作为一种高效的传热元件,其优异的导热性能,在模具行业有着越来越大的作用。简述了在热管的工作原理,较为系统地介绍热管技术在模具行业上的应用,并且将热管冷却方式和传统模具冷却方法进行了比较。介绍热管技术在热流道系统中应用的进展,热管技术在注塑模中的应用,以及在铸造模具行业中的应用。     

光纤光栅传感技术在工程中的应用

综述了光纤光栅传感器近年来在工程结构健康监测、石油产业、电力行业、岩土工程、航空航天、采矿、爆破、交通及医学等各个领域的应用情况。文章认为,限制光纤光栅传感器产业化和大规模应用的主要因素是缺乏统一的设计理论和制作方法,这使得不同厂家生产的传感器规格存在差异。另外,由于复杂的生产技术和精细的生产过程使传感器生产成本较高,而且能实际应用的光纤光栅传感器的解调产品并不多,且价格很高。根据上述分析,文中对该项技术未来的发展方向提出了展望。     

纳米流体在热管中应用的研究进展

随着纳米流体用于换热器的强化换热,纳米流体热管换热器的研究逐步扩展到各个领域,从航天到化工,从电子到能源。纳米流体热管由于表面温度低,较高的传热系数和较小的热阻,受到了广泛的关注。文中总结了纳米流体热管国内外的最新研究进展。     

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。     

脉动热管的工质流动和传热特性实验研究

建立了半可视化环路型脉动热管的实验台并进行了实验。结果表明,加热功率较小时管内工质的流型是间歇振动,加热功率较大时管内工质的流型是单向脉动流动。随着蒸发器加热功率的增大,热阻减小。随着脉动热管倾角的增加,热阻是先降后增,60°的实验台倾角会使热阻达到最小。蒸发器的加热位置改变后的影响效果并不显著。不凝性气体的含量对蒸发器和冷凝器运行的温度水平和热阻的影响较大。有些结果是首次发现,对改进脉动热管的物理模型有重要参考价值。     

振荡流热管换热器的数值模拟及场协同分析

振荡流热管是一种新型高效传热元件,本文采用数值模拟的方法研究了振荡流热管换热器内的流动与换热情况,并结合场协同理论分析了换热器内管子排列方式、热风进口温度和进口流量对振荡流热管换热器换热情况的影响。模拟结果显示,换热器内管子叉排排列方式的换热效果优于顺排方式,热风进口流量对换热器内温差场均匀性影响较大,而热风进口温度对温差场均匀性影响较小。这些结果对振荡流热管换热器的设计具有一定的指导意义。     

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。     

脉动热管的接触角滞后和毛细滞后阻力

脉动热管通常采用毛细管制造,液塞在运动过程中前进接触角和后退接触角随着管径、管长、充液量、传热量和工质的选择会有很大的不同,存在着毛细滞后效应的影响。本文对毛细管中单个液塞在运动过程中两个接触角和毛细滞后阻力进行了分析。结果表明,接触角滞后对于上述参数变化比较敏感,接触角滞后对于运行是不利的.可以通过毛细管的选取、工质的选择和充液率的改变等来消除毛细滞后的影响。得到的结果对于进一步完善脉动热管的物理模型有重要参考价值。     

纳米流体脉动热管的流动与传热性能研究

建立了纳米流体脉动热管的分析模型,将相变传热项合理引入了汽塞能量微分方程;液塞动量方程中考虑了剪切力的影响;纳米流体的物性采用了当量处理方法.采用数值迭代方法进行了求解,得到了汽塞压力、温度、质量的变化波形,分析了波形的频率,进而解释了初始条件、重力等对脉动热管的流动与传热影响的机理.     

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。     

真空隔热油管接箍传热实验与模拟研究

真空隔热油管井筒的传热计算是稠油开采领域的重要研究课题.注蒸汽采油井筒内,隔热油管是靠接箍连接在一起的,接箍虽然很短,但其隔热性能较差.目前,隔热油管接箍段引起的散热损失均按经验比例计算,本文对隔热油管接箍的传热进行了深入研究,提出用接箍视导热系数来衡量接箍的隔热性能.并通过现场实验、fluent模拟和理论计算相结合的方法,得到带衬套的接箍视导热系数为0.4 W/(m·K)左右.在实验条件下,接箍散热损失占总散热损失的比例大于1/3.因此,应采用必要措施提高接箍的隔热性能,以保证整个隔热油管的隔热效果.     

尺度效应对脉动热管启动和运行的影响

建立了脉动热管启动和运行的物理和数学模型,关联了新汽泡的产生条件和毛细管内已有汽泡之问的关系,从而发现了尺度效应如何影响脉动热管启动和运行的规律.已有汽泡的形状强烈影响脉动热管的启动和运行,小汽泡更利于新汽泡的产生.脉动热管的优化设计可以通过对壁面粗糙度的加工、形成的汽泡尺度的控制和工质的匹配选择等来实现.结果对于脉动热管的设计具有重要参考价值.     

高功率脉动热管的流动和传热特性

在毛细滞后阻力方面,改进了所建立的高功率脉动热管的模型,进一步研究了脉动热管的流动和传热特性.根据控制体进出口液体容积流率的变化和流型的环状流特点,提出了确定毛细滞后阻力的新方法,关联了脉动热管的充液率、传递的功率大小、流速等参数之间的耦合关系,从而进一步说明了显热和潜热贡献的转换关系和传热特性.结果表明,工质的流速主要受毛细管管径、加热段的热流密度、传递的功率大小等影响较大,受毛细管长度的影响较小;总传热量中显热传热量仍占大部分.