重力热管的制造及传热性能测试

发布时间：2017-05-17 16:44

  本文关键词：重力热管的制造及传热性能测试，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近年来,热管的应用越来越广泛,对热管的研究也越来越深入。本文以山东大学所参与的国际合作项目AMS-02为平台,在进行了铝-氨轴向槽道热管加工尝试以后进一步完善了加工工艺,设计制造了铜-丙酮热管,铜-水热管,铜-甲醇热管等多种重力热管,并通过实验分析对比了不同热管之间的传热性能差异。 本文首先介绍了热管的基本原理和热管基本理论Cotter理论,并对常规热管的传热机理进行了详细论述,分析了热管的传热极限以及影响传热极限的因素,其中着重分析了重力热管的传热性能以及重力热管的传热极限,并对重力热管的温度分布做了估计。 其次,本文详细介绍了重力热管的设计过程以及加工工艺,内容主要包括热管管壳材料及热管工质的相容性判断,管子的外形尺寸,热管工质的充装量,强度校核等,并制定了详细的加工工艺流程。 再次,本文介绍了重力热管性能测试实验方案,并搭建热管实验平台完成了对重力热管热性能的测试。热管用缠绕在加热段的电阻丝加热,用冷却水套内流动的自来水进行冷却。用附着在管壁上的14套T型热电偶对热管管壁温度进行测量,用电流表和电压表测量加热功率,数据采集使用FLUKE NET DAQ系统。 最后通过对以上实验数据进行处理,本文得到不同条件下的启动温度和启动时间,热管的轴向温差、热阻及当量导热系数的变化规律,以及相同条件下不同工质热管传热性能的差异。实验结果表明小功率下,铜-甲醇热管和铜-丙酮热管的传热效果优于铜-水热管。而在150w以上的加热功率下,铜-水热管轴向温差急剧减小,热管工作温度较之其它两种热管都低,传热性能优于铜-甲醇热管和铜-丙酮热管。同时发现热管启动的时间随着加热功率的增大而减小;冷凝条件影响热管工作温度、轴向温差以及当量导热系数。
【关键词】：重力热管 热阻 传热极限 导热系数
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK172.4
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 热管发展简史13-14
• 1.2 热管研究的现状14-15
• 1.3 本课题的研究背景15-16
• 1.4 研究的主要内容16-17
• 第二章 热管原理及热管理论17-37
• 2.1 热管原理17-21
• 2.1.1 热管的主要工作过程17-18
• 2.1.2 热管的基本特性18-19
• 2.1.3 热管的分类19-21
• 2.2 热管技术21-24
• 2.3 热管理论24-27
• 2.3.1 Cotter理论的基本内容24-25
• 2.3.2 Cotter的热管模型和主要结论25-27
• 2.4 热管的传热极限27-31
• 2.4.1 粘性传热极限28
• 2.4.2 声速传热极限28-29
• 2.4.3 毛细传热极限29-30
• 2.4.4 携带传热极限30
• 2.4.5 沸腾传热极限30-31
• 2.5 重力热管的传热过程分析31-36
• 2.5.1 重力热管31-32
• 2.5.2 凝结段的换热32-33
• 2.5.3 蒸发段液池内的换热33-34
• 2.5.4 蒸发段液膜的传热34
• 2.5.5 重力热管的传热极限34-35
• 2.5.6 重力热管中不稳定现象35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 重力热管的设计及加工37-47
• 3.1 热管设计37-40
• 3.1.1 管壳设计37-38
• 3.1.2 工质与管壳的相容性38-39
• 3.1.3 充液量的计算39-40
• 3.2 重力热管的加工40-45
• 3.2.1 加工工艺简介40-41
• 3.2.2 部件清洗41-42
• 3.2.3 检漏42-43
• 3.2.4 充液及灌装43-45
• 3.2.5 热管检验45
• 3.3 本章小结45-47
• 第四章 重力热管性能测试47-55
• 4.1 实验目的47
• 4.2 实验过程及原理47-50
• 4.2.1 实验台各组成部分47-48
• 4.2.2 实验台理论布置图纸及实物图48-50
• 4.2.3 实验操作过程50
• 4.3 重力热管性能评定50-54
• 4.3.1 重力热管的热阻、压力分布和温度分布51-52
• 4.3.2 重力热管的当量导热系数52-54
• 4.4 热管性能评测的新方法54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 热管性能实验结果分析55-71
• 5.1 热管启动温度和启动时间55-57
• 5.2 相同功率下的不同热管的轴向温度分布57-60
• 5.3 热管轴向温差随着角度和功率的变化60-62
• 5.4 蒸发段和冷凝段的当量导热系数随着加热功率的变化62-64
• 5.5 蒸发段和冷凝段的当量导热系数随着角度的变化64-65
• 5.6 铜—甲醇热管和铜—水热管在不同的冷凝条件下的热性能对比65-70
• 5.6.1 不同冷凝条件下的稳态温度曲线66-67
• 5.6.2 不同冷凝条件下轴向温差随着加热功率的变化67-68
• 5.6.3 不同冷凝条件下热阻随着加热功率的变化68-69
• 5.6.4 不同冷凝条件下的当量导热系数69-70
• 5.7 本章小结70-71
• 第六章 全文总结及展望71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-80
• 学位论文评阅及答辩情况表80

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 康延滨;王仁人;;太阳能重力热管工作液体充装量研究[J];节能;2011年09期

2 张培鹏;辛嵩;;热管换热器回收矿井回风余热的可行性分析[J];煤矿安全;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 周峰;马国远;刘中良;;低沸点工作介质对热虹吸管热工性能的影响[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周峰;两相闭式热虹吸管传热机理及其换热机组工作特性的研究[D];北京工业大学;2011年

2 杨开敏;轴向槽道热管传热机理分析与实验研究[D];山东大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 王春娟;烧结式热管吸附床的结构设计及实验研究[D];大连海事大学;2011年

2 曹双俊;新型重力热管换热器性能实验及数值研究[D];中南大学;2011年

3 张培鹏;煤矿回风余热回收利用的技术研究[D];山东科技大学;2011年

4 周帅;燃气锅炉烟气余热冷凝回收研究与应用[D];山东大学;2012年

5 田智凤;异心套管热虹吸管排的开发与传热性能研究[D];内蒙古科技大学;2012年

6 韩晓星;同心套管热管排的开发与传热性能研究[D];内蒙古科技大学;2012年

  本文关键词：重力热管的制造及传热性能测试，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：373945