小型分离式热管工作温度与传热特性的实验研究

本文对具有短管束的小型分离式热管工作温度与传热特性进行了实验研究。实验装置的蒸发段和冷凝段都是由5根直径20 mm的无缝钢管短管束组成,管子长度为152 mm,带有紧套的钢帛环形肋片结构尺寸如下:肋片外径40mm、厚1 mm、片间距4 mm。工作温度140-220℃,热流密度21.2-40.2 kW/m2。试验结果表明,在本实验条件下,小型分离式热管最佳充液率按蒸发段总容量计为48％-63％,按管束总容量计为20％-40％。根据实验结果,总结了最佳充液率下(25％,按管束总容量计)的蒸发段内部平均沸腾换热系数和冷凝段内部凝结换热努赛尔数综合关系式。     

分离式热管在机房空调系统中应用研究进展

介绍了分离式热管应用于数据机房空调系统的工作原理和技术特征,分析了充液率、高度差和温差等因素对分离式热管传热性能的影响,以及分离式热管与常规空调复合使用节能性的研究现状。目前,分离式热管系统提供的冷量只是对机房内的环境进行降温,不能对机房内发热设备直接降温,降低了冷量利用效率。针对这种情况,可以把微通道热管换热器置入发热设备内部,直接对发热设备进行降温。通过这种改进空调设备、优化气流组织的节能方法与手段,达到更加节能的目的。     

分离式热管换热器传热特性的实验研究

本文在自行设计分离式热管实验装置的基础上,对其传热特性进行了实验研究。其工作温度为170～250℃,热流密度为25～50 kW/m~2。蒸发段和冷凝段构成相同,均是由7根直径30 mm的无缝钢管短管束组成,管长为160 mm,带有紧套的钢帛环形肋片结构尺寸为:外径45 mm、厚1 mm、片间距4 mm。实验结果表明,在本实验条件下,分离式热管的最佳充液率按管束总容量计为18%～38%。根据实验结果拟合了最佳充液率(24%)下蒸发段内部平均沸腾换热系数和冷凝段内部凝结换热努塞尔数综合关系式。     

热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验研究

搭建了高效利用室外环境空气冷能的分离式热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验台,对系统在热管工况和蒸气压缩式工况的性能进行了实验研究。结果表明:复合空调系统在热管工况下换热量随换热温差、高差、风量的增大而增大;当换热温差进风温差从11.6℃增加到17.4℃,换热量增加了14.4%;风量由2937.4m3/h增加到4196.3m3/h,换热量增加了5.4%;高差由1.1m增大到2.0m,换热量增加了8.3%;该系统的最佳制冷剂充注量为5.4kg。该系统在蒸气压缩式制冷工况下也具有良好的运行效果,且可实现两种模式的灵活切换,表明该复合空调系统是一种的高效可靠机房空调系统。     

采用微通道换热器的分离式热管空调性能的试验研究

设计了基于微通道换热器的分离式热管空调系统,针对充液率、室内外温差以及冷凝器布置方式对空调性能的影响进行了试验研究。结果表明:高充液率和低充液率均会使分离式热管空调换热性能降低,系统最佳充液率为110%左右;室内外温差对分离式热管空调性能的影响显著,传热量随着温差的增大而增大,分离式热管空调传热量在20℃温差时比8℃温差时增加了348%;微通道冷凝器垂直布置时比平行布置时空调系统的充注量小,制冷量大。     

微通道背板热管系统最佳充液率实验研究

为研究不同工况和工质对微通道背板热管系统最佳充液率的影响,设计系统充液率实验,通过分析充液率对换热量、背板竖向出风温度分布、蒸发器及冷凝器进出口工质温度及压力的影响,确定不同条件下的系统最佳充液率。结果表明:1)标准工况下,采用R22工质的系统最佳充液率为65%~75%,背板竖向各位置出风温度最低,蒸发器进出口工质温差达到最小;2)系统最佳充液率随着背板进风温度的上升而增大,进风温度超过40℃后,最佳充液率保持不变;3)系统最佳充液率随冷凝器进水温度的降低而增大;4)R134a系统和R22系统最佳充液率基本一致,最大换热量不同。     

脉动热管运行的可视化实验研究

本文对回路型脉动热管（Ｌｏｏｐｅｄ ＰＨＰ）的运行进行了可视化实验研究，观察了其稳定运行时，工质的运动特征和热管内的典型现象；研究了其传热性能与充液率，冷却方式，加热端与冷却端相对位置等各种因素的关系；在可视化实验结果的基础上，对脉动热管运行的一些基本问题进行了讨论和分析。     

燕尾槽微小型热管的实验研究

本文对具有燕尾形(开式三角形)轴向槽道的微小型铜—水平板热管的传热性能,以及热管的倾角、充液率和槽道结构对其性能的影响进行了实验研究。结果表明,重力对热管性能的提高有辅助作用;热管的最佳充液率为1.2左右;燕尾形槽道结构较矩形槽平板热管性能更优越。     

以CO_2为制冷剂的微通道换热器热管空调性能试验研究

文中设计了一套蒸发器和冷凝器均采用微通道换热器的分离式热管空调系统,以CO_2为制冷剂,研究了充液率以及室内外温差对系统换热量和能效比的影响。试验结果表明:CO_2的最佳充液率为150%。在最佳充液率下,当室内外温差为6℃、8℃、10℃、12℃、14℃和16℃时,空调系统制冷量分别为1298W、1928W、2718W、3233W、3925W和4543W;能效比分别为4.3,6.3,8.9,10.6,12.9和14.9。可见在充液率一定的情况下,随着室内外温差的增大,换热量和能效比也在逐步增大。     

微槽平板热管传热性能的实验研究

本文对内部蒸汽通道互相连通的微细矩形槽道结构的不锈钢-水、铜-水热管的传热性能,进行了较全面的实验研究。分析了热管充液率、工作温度、倾角、冷却方式等因素对热管传热性能的影响,得到微型热管的最佳充液率范围、当量导热系数和热管的传热能力。     

新型平板热管换热器热回收效率特性实验研究

本文针对普通住宅房间设计了一台新型平板式热管换热器,该换热器结构紧凑、体积小巧。为研究该换热器的使用条件,本文开展了不同工质(R113、R141b以及这两种工质的混合物)对该热管换热器换热效率影响的实验研究。整个实验在夏季工况下进行,热管真空度为1×10~(-3)Pa,充液量(灌入热管换热器内的工质体积与热管换热器体积之比)为1/3。实验结果表明:该热管换热器热回收效率较高。在整个风量范围内,R141b作为工质的热管换热器换热效果最好,最高效率达到了58.2%。     

An Experimental Study on the Performance of a Loop Heat Pipe

Modern electronics require better thermal management technologies to ensure long lifetime stability and reliable working. Aiming to evaluate the feasibility for a loop heat pipe being used for the heat dissipation of electronics, a stainless-steel/water loop heat pipe is design and an experimental system to study its heat transfer performance is set up. Experimental results show that at optimal heat load and with the loop heat pipe being aligned perpendicularly to the horizontal plane, its thermal resistance is lowered to be ～0.27 K/W. The loop heat pipe also shows good startup characteristics and can steadily work as well. All these indicate that the loop heat pipe has the potential to be a good solution for cooling of modern electronics.     

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。     

高温热管声速极限的实验研究与理论分析

高温热管是公认的被动式高温传热器件,以及明显高于相同几何尺寸金属材料的当量导热率,使其成为研究热点,并具有广泛的应用前景.在高温热管的蒸汽流动中,当喉部流速达到声速后,会出现声速传热极限,主要表现为冷凝段温度持续降低,传热量停滞不增,以及蒸汽的阻塞状态.本文设计、制备了高温热管传热器件,以高频感应方式为热源,盘管式水冷...     

倾斜角度对平板热管性能影响的实验研究

本文设计并制作了一种具有深微槽道结构的铜-水平板热管,系统地研究了放置方式对其传热性能的影响。实验测试了不同热流密度、不同倾角下热管正常工作时的稳态温度分布和热阻。结果表明,热管热阻随倾斜角度单调增大。这是因为随着倾角的增加,重力与工质回流方向不一致,重力阻碍了工质的回流起到了作用,所以热管的均热性能下降,热阻增大。水平放置时,热管表现出最佳的工作性能和最小的热阻。     

新型交叉孔道式平板热管的性能研究

提出了一种设计交叉孔道式平板热管的新思路,按照这种方法设计加工的新型结构的平板热管均热器具有较强的轴向和径向导热能力,能明显减小导热热阻;特殊的孔道结构增强了毛细作用力,能有效强化相变换热。实验测试了不同热流密度和不同充液率下该热管正常工作时的稳态温度分布,给出了不同充液率和不同热流下的热阻,得到了热管的最佳充液率,证...     

New Experimental Data for the Validation of Radiative Heat Transfer

The numerical simulation of radiative heat transfer is now well established. Key ingredients in such a simulation model are calculated view factors that are used to describe the exchange of radiated energy between different surfaces. Several methods for the calculation of these geometrical factors are available, including Integration, Monte Carlo, and the Hemi-cube methods. Several analytical test cases are also available, such as the well-known “parallel plates” case, which allow modelers to validate their view factor routines. However, there is much less information available that combines both view factor information and heat transfer effects simultaneously.

This article describes the construction of a simple testing rig that allows experiments to be performed that combine view factor effects with measured heat transfer exchanged between surfaces only. The equipment has been used to consider simple cases, such as the parallel plates test case, and also cases where shadowing is important. The results of these experiments are presented as experimental benchmarking data for model users and developers.     

Thermo-Hydraulic Behavior of Microchannel Heat Exchanger System

This article presents an experimental study of thermo-hydrodynamic phenomena in a microchannel heat exchanger system. The aim of this investigation is to develop correlations between flow/thermal characteristics in the manifolds and the heat transfer performance of the microchannel. A rectangular microchannel fabricated by a laser-machining technique with channel width and hydraulic diameter of 87 μm and 0.17 mm, respectively, and a trapezoidal-shaped manifold are used in this study. The heat sink is subjected to iso-flux heating condition with liquid convective cooling through the channels. The temporal and spatial evolutions of temperature as well as total pressure drop across the system are monitored using appropriate sensors. Data obtained from this study were used to establish relationships between parameters such as longitudinal wall conduction factor, residence and switching time, and thermal spreading resistance with Reynolds number. Result shows that there exist an optimum Reynolds number and conditions for the microchannel heat exchanger system to result in maximum heat transfer performance. The condition in which the inlet manifold temperature surpasses the exit fluid temperature results in lower junction temperature. It further shows that for a high Reynolds number, the longitudinal wall conduction parameter is greater than unity and that the fluid has sufficient dwelling time to absorb heat from the wall of the manifold, leading to high thermal performance.     

微管换热器流动与传热的实验研究

本文对自制微管换热器的流动与传热性能进行了实验研究。提出了微细圆管换热器管内单相强制对流换热努摩尔数准则式,并与已有相关文献提出的关联式做了对比,结果表明:微管管内换热系数比常规尺度计算公式预测值要高,同时本文分析了微细管内的压力降、摩擦阻力系数f随雷诺数的关系。研究表明微管管内压降、摩擦系数都比常规尺度预测值要高。