大长径比热虹吸管微倾角下传热特性的实验研究.pdf

第 卷 第 期 33 6 可再生能源 Vol.33 No.6 年 月 2015 6 Renewable Energy Resources Jun. 2015 大 长径比热虹吸管微倾角下 传热特性的实验研究 ， 1 1 1 2 陈苏苏 ， 许 辉 ， 张 红 （1.南京工业大学 能源学院， 江苏 南京 211816 ； 2.常州工学院， 江苏 常州 213002 ） 摘 要： 文章针对不同充液量且长径比均为 铜 的 水热虹吸管进行了实验研究，并对比分析了其在水平及 191 - 微倾角状态下的传热特性。 在冷却水流量恒定状态下，测量不同加热功率的热虹吸管轴向各测点温度及冷却水 进出口水温，考察热虹吸管的轴向温度分布特点及变功率时各测点温度响应情况，计算对比分析热虹吸管的等 效对流换热系数。 实验结果表明，水平状态下，充液率为20% ，30%和45% 的热虹吸管，即使在低加热功率下也 无法良好传热；充液率为 14%的热虹吸管，在加热功率低于 10 W 时，传热性能良好。 微倾角状态下，充液率为 14%的热虹吸管传热性能大为改善，其蒸发段、冷凝段及等效对流换热系数均随着加热功率的增大而增大，但在 加热功率达到40 W 时会出现温度振荡现象。 关键词： 水平； 微倾角； 热虹吸管； 大长径比； 传热特性 中图分类号： ； 文献标志码： 文章编号： （ ） TK124 TK172.4 A 1671-5292 2015 06-0851-08 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.06.008 0 引言 吸管顶端，从而使冷凝段有效长度变短；且其他参 热虹吸管（又称重力热管）是在地面应用中最 数不变， 倾角减小将使得冷凝段的有效换热长度 常见的一种无芯热管，与普通有芯热管相比，它省 减小。 葛洪川[5] 提出了可以水平传热的无芯水平 去了复杂的吸液芯结构，因此其结构更简单，制造 热虹吸管产品， 但并未具体给出产品的结构参数 更方便， 成本更低廉， 且不再受到毛细极限的约 （包括工质种类、充液率等），也未提供该热虹吸管 束，更具有应用优势[1] 。 传统观念认为，热虹吸管 传热性能的实验测试数据。此外，通常热虹吸管应 工作时轴向应设有较大的高度差， 否则工质将无 用于工业和民用领域中，特别是在一些新兴行业， 法回流，影响其工作性能。因此在一些需要热管微 如太阳能利用和电子设备散热等方面， 均呈现大 倾角甚至水平布置的场合， 通常要在热虹吸管中 长径比特征[6] 。 然而，热虹吸管内部的流动和传热 增设吸液芯结构，由此带来了成本的增加。 机理十分复杂， 存在气液两相流动、 液体沸腾传 到目前为止， 竖直及大倾角放置热虹吸管的 热、蒸汽冷凝以及液体回流等过程，不仅涉及到传 性能研究已十分普遍， 而对于水平或微倾角放置 热传质学，也涉及到热力学问题， 目前尚无成熟的 热虹吸管的性能研究则甚少。 张于峰[2] 实验研究 理论模型能够描述其