热管吸液芯的研究进展

文中对热管内吸液芯的研究进展进行了阐述,着重从对热管传热性能起主要影响作用的比表面积、孔隙率、渗透率、有效毛细半径、密度、有效导热系数等结构参数方面进行了分析,最后介绍了多孔泡沫金属这一新型的热管吸液芯,并指出了今后的研究方向.     

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。     

环路热管吸液芯毛细抽吸特性研究

采用计算机记录毛细抽吸量实时变化曲线的方法,研究了环路热管吸液芯对不同工质的毛细抽吸特性,结果表明所有的吸液芯毛细抽吸过程均可分阶段采用玻耳兹曼方程进行描述,其误差在启动阶段和稳健抽吸阶段分别在5%和1%以内。工质的表面张力越大、密度越大,吸液芯的毛细抽吸量就越大;工质的表面张力越大、黏度越小,毛细抽吸速度越大。对孔隙率为45%～56%的吸液芯进行毛细抽吸实验发现,随着孔隙率的增大,抽吸速度和毛细抽吸量均随之增大,可见适当提高吸液芯的孔隙率有助于提高环路热管的性能。     

热管网状毛细芯毛细力及渗透率研究

本文对热管中使用的网状毛细芯的毛细力和渗透率进行了研究,对不规格的网芯进行了实验.应用Happel的理论推导了渗透系数,在实验和分析的基础上提出了计算公式。     

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。     

组合式吸液芯内液汽相变过程的数值模拟

本文对高温热管吸液芯多孔介质内金属钠液的液汽相变过程进行了模拟研究,并采用流体体积分数模型和传质模型对此过程进行了数值分析.研究表明孔隙率和渗透率越大的组合式吸液芯多孔介质,热量在液态金属中的传递速率越快,进而可以增加高温热管的传热量,提高传热效率;但是孔隙率和渗透率越大,组合式吸液芯多孔介质加热壁面的温度分布越不均匀,产生沸腾传热极限的可能性亦越大.     

氮槽道低温热管的性能研究及低温氖热管的应用

简要介绍了低温热管的设计特点.轴向槽道管芯是一种适合于低温的热管管芯.我们对二种轴向槽道管以氮为工质做了热性能试验,试验结果表明槽道管的起动性能良好、工作可靠、温差小而传热能力大.本文还介绍了用轴向氖槽道热管,使一块1×0.5米~2铝板冷到30K的实验概况.冷板用于模拟深空间4K冷背景.试验结果表明,氖热管稳定工作在26K,传热量5瓦,温差小于2K.     

具有梯度结构吸液芯的均热板传热特性

均热板是电子器件散热方案中常见的传热元件,而吸液芯结构是影响均热板传热性能的重要因素。本文将吸液芯划分为核心热源区和工质回流区,使用40μm、75μm和110μm三种粒径的球形铜粉和非球形铜粉开发三种热源区和回流区具有不同毛细性能的梯度结构吸液芯,并以均热板热阻和蒸发侧平均温度为指标开展对应均热板的传热性能测试。实验结果显示,对于两种单粒形双粒径吸液芯,使用较大粒径铜粉烧结核心热源区能有效提高均热板传热性能,且高充液率时传热性能相对较好。而双粒形双粒径梯度结构吸液芯能更好地平衡毛细力和渗透率对工质回流的影响,对应均热板传热性能最好,在实验最高加热功率时均热板总热阻比其他两种单粒形均热板最大降低约91%,并且最佳充液率适中,表明采用双粒形双粒径吸液芯可大幅提高均热板传热性能。     

三维多孔吸液芯毛细特性孔隙尺度格子Boltzmann模拟

通过改进后的QSGS方法构造了三维复杂多孔吸液芯结构,采用格子Boltzmann方法和GPU并行算法,数值模拟了孔隙尺度下多孔吸液芯毛细抽吸两相传输动态特性,并探讨了表面润湿性和孔隙率对两相界面分布和毛细性能的影响.研究结果表明,对于三维复杂结构多孔吸液芯,毛细抽吸过程中两相界面不规则性、分布不均匀性程度较大,孔尺度效...     

脉动热管闭合回路内热驱动气液两相脉动运行特性的非线性研究

本文实验测试了脉动热管闭合回路内热驱动气液两相脉动运行过程中管壁温度脉动特征,并对所采集到的壁温脉动时间序列信号进行了相空间重构,研究了混沌吸引子形态与气液两相脉动运行模式间的内在联系,分析了管内气液两相脉动运行非线性特性随运行模式的变化规律。研究表明:脉动热管闭合回路内热驱动气液两相脉动运行既非是周期性行为也非是完全随机行为,而是具有典型的混沌特征;壁温脉动时间序列信号的混沌吸引子形态对运行模式的转化敏感,故其可以成为辨识管内气液两相工质脉动运行的有效工具。     

低温制冷机振动测试与分析

提出采用激光多普勒效应测量GM低温制冷机振动,并搭建实验台测试了RDK-408S型GM制冷机各方向的振动大小。实验结果表明,型号为RDK-408S的GM制冷机振动频率约为1 Hz,轴线方向的振动最大,约为30 m,x方向也存在脉冲振动,达到30 m,都远远大于激光约束聚变研究中所需要的振动要求,必须采取具体措施进行减振或隔振。     

低温制冷机振动测试与分析

提出采用激光多普勒效应测量GM低温制冷机振动,并搭建实验台测试了RDK-408S型GM制冷机各方向的振动大小。实验结果表明,型号为RDK-408S的GM制冷机振动频率约为1 Hz,轴线方向的振动最大,约为30 m,x方向也存在脉冲振动,达到30 m,都远远大于激光约束聚变研究中所需要的振动要求,必须采取具体措施进行减振或隔振。     

聚合物复合膜的制备及吸液性能

由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）制成的单层或多层微孔膜（PP，PP／PE／PP）具有良好的机械强度，且具备自关闭功能，已被广泛用作液态锂离子电池的隔膜，但PP，PP／PE／PP等微孔膜表面能低，难与塑料电极真正复合为一体，不能直接用于聚合物锂离子电池。因此在PP，PP／PE／PP等微孔膜表面涂敷一层具有黏结性质的过渡薄膜，兼顾两种材料的优点，有助于提高机械强度和将电极粘结起来的黏结力。聚合物复合膜是一种具有3层结构的复合膜，由两外层膜及中间膜组成。正丁醇不溶胀PVDF—HFP，可以丁醇为介质来测量复合膜的吸液率，该数据可作为膜孔率高低的判据，也可用于粗略判断膜电导率高低。     

绝热材料低温热导率测试系统设计及试验研究

设计了一套绝热材料低温热导率测试系统。该系统以G-M制冷机为冷源,采用稳态轴向热流法对G10材料的热导率进行了试验研究。结果表明:该系统使用温区广,在4K~300K之间;通过测试两种不同尺寸样品的热导率,得到测试误差在2.9%以内,说明了该系统对绝热材料热导率的测试是可实现重复性的。利用该低温热导率测试系统可对其他不可压缩绝热材料的热导率进行测量。     

液氮热管过冷器的设计及分析

过冷器是高温超导电缆(HTS)低温冷却系统的关键设备之一。文中对一种以液氮为工质的新型过冷器-热管过冷器进行了设计计算,并与传统的盘管过冷器作了对比,结果表明热管过冷器能大大减少换热面积,在设计换热量为900W的情况下,热管型过冷换热器所需传热面积仅为盘管型的1/5,热管型冷头换热器面积为盘管型的1/3。并针对热管过冷器分析了不凝性气体对其冷凝段传热效率的影响,结果表明随着不凝性气体浓度逐渐增加,冷凝段换热效率开始时急剧减小,后逐渐趋于平缓。在不凝性气体浓度不变的情况下,提高热管过冷器的工作温度,或减小冷凝段的冷凝温差,都能有效提高冷凝段传热效率;在冷凝段分析的基础上,计算和分析了不凝性气体对整个热管过冷器系统的影响,结果表明随着不凝性气体浓度的升高,热管过冷器的换热量减小,同时工作温度升高,且这两者的变化在不凝性气体浓度较小时较剧烈,较大时较平缓。     

EAST低温系统已研制氦透平膨胀机测试分析

EAST氦低温系统是EAST( Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一;4 台氦透平膨胀机又是EAST氦低温系统的核心部件.文中主要对已研制出的1台氦透平膨胀机的结构、调试过程与调试结果等进行一些分析,还给出了氦透平的启动过程...     

径向热管传热的数值计算及结果分析

采用计算流体力学软件首先对无吸液芯径向热管管壁的温度进行数值计算,其次模拟无吸液芯径向热管中蒸汽的层流对流换热的情况,得出其温度场分布和速度场分布,并对结果进行分析。     

低温液氙无损存储的实验研究与模型分析

为研究吨级低温液氙在静置存储过程中的压力与温度变化情况,选用液氩作为介质代替昂贵的液氙进行了实验测试,并使用三区模型进行模拟计算。模拟了在容积为6.7 m³的简化低温储罐模型中,将初始液相温度为87 K,压力为0.1 MPa的液氩静置9天,储罐内压力、温度的变化情况。结果显示,随着外部热量的进入,储罐压力随时间逐渐上升但并非线性增长,压力的变化率逐渐增大。为低温液氙、液氩的无损存储研究提供了参考。     

托卡马克放电回路分析及电流波形计算

本文在无限长铁芯及均匀磁化的假定下,解析地计算了一对圆电流和一对圆电流柱壳的矢势及场,进而计算了通过每一个回路的总磁通量及磁通量的变化率,并把回路方程和能量平衡方程联立起来自洽求解。用这些方程计算了环流-Ⅰ装置的电流波形。     

中国散裂中子源4K低温恒温器研制及测试

中国散裂中子源(CSNS)中子谱仪的运行离不开低温设备提供的低温样品环境,考虑到中子散射的特殊性,样品处不能放置温度计,所以需要对样品温度进行校核。校核结果显示部分低温恒温器样品座测点温度与实际样品温度存在差值。针对该问题,对样品区域进行热工分析及建模求解后,给出了样品区匀温恒温器设计方案。据此CSNS样品环境组设计组装了一套匀温恒温器,该恒温器的温度测试结果显示,4～300 K之间样品温度与测点温度差值在±3 K之内,另外也对300～800 K之间减少样品温差的方案进行了计算和测试。样品区匀温恒温器的研制满足了CSNS对样品测温准确的要求,也对类似设备的匀温方案提供了一定参考,有助于大科学装置设备的国产化。