空心套管式高温热管的设计及其性能研究

发布时间：2024-03-25 04:33

　　高温传热问题广泛存在于高温热防护、高温计量、工业冷却等诸多领域。高温热管,依靠其内部液态金属/合金工质循环相变的传热机理,具有高功率密度、低温差等优良的高温传热特性,在上述领域具有广阔的应用前景。然而,要实现高温热管的实际广泛应用,还需进一步优化其管型结构,提升其综合传热性能,解决高温热管的反重力问题、构效关系及设计准则问题、均温性评价问题。本文基于具有良好吸液能力的空心套管式热管结构,从高温热管的内部两相流动机理出发,结合实验,对提升该结构热管传热性能的方法进行了研究。同时,探索了其结构与传热的构效关系,揭示了其空间均温率变化规律,建立了高性能空心套管式高温热管的设计准则及均温性评价方法。本文的主要研究内容及结论如下:设计并研制了具有高均温性和高传热性能的空心套管式结构高温热管。系统研究了热管结构、合理充液率范围、毛细芯复合方式、热管长径比、以及工作倾角对热管传热性能的影响规律,提出了提升热管传热性能与均温性的设计方案。研究发现:采用空心套管结构可显著增加热管内部换热面积与毛细吸液量,在结构上强化了传热能力;采用液态钠为工质时热管传热性能最优充液率为15%;缩小热管长径比可显著提升热...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２空心套管式热管简图??Ｆｉ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ?ａｎｎｕｌａｒ?ｈｅａｔｉｅ??

空心套管式高温热管的设计及其性能研宄??越来越多。如带有翅片的热管［５４］、可变热导热管［５５－５７］、前缘型热管【ｕ］等。??空心套管式热管是基于传统结构热管的改进管型，其结构如图１．２所示。热??管的外管壳由两根相同圆心但具有不同直径的管道及两个环形端盖构成，外管壳??内形成....

图１．６髙温热管的太阳能应用研究图例??．．ｈｉｎｉｎ?ｓｌａｎｒｉｎｄｕｓｔｒ＞８１??

热管的蒸发段运行温度达到了?８００?°Ｃ。德国宇航中心Ｗ在其１０?ｋＷ太阳能??斯特林发动机中采用高温钠热管作为接收器传热件，对系统进行了可靠性测试。??该斯特林系统结构以及混合式高温热管接收器结构如图１．６所示。??（ａ）?１０?ｋＷ斯特林系统图；?（ｂ）混合式高温热管接收器?....

图２．２髙温热管充装系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＨＴＨＰ?ｆｉｌｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

封口焊接??加热与性能检测??图２．１髙温热管制造工艺过程??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＨＴＨＰ??２．２．２高温热管的充装系统??高温热管的性能好坏，很大程度上取决于热管的充装工艺。充装过程的真空??度不足、不凝气体渗入、工质的....

图２．３髙频电磁感应加热系统??

管?．升降式高频加热仪??图２．２髙温热管充装系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＨＴＨＰ?ｆｉｌｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??以工作介质为金属钠为例，高温热管的充装步骤如下：??（１）

本文编号：3938545