平板微热管阵列换热器的研究现状与展望

平板微热管阵列换热器作为一种高效的传热设备,在当前节能减排的背景下具有广阔的应用前景。本文主要针对平板微热管阵列换热器的优化研究应用现状进行总结分析,得出其传热性能主要影响因素有:平板微热管阵列的微槽尺寸、工质选择、充液率、倾斜角度及换热器的翅片结构尺寸、热流量、运行温度、流动特性等,这些都会对其产生性能影响。在上述性能影响因素当中,对于平板微热管阵列换热器翅片结构尺寸参数的优化研究相对来说仍然较少,需要进一步的重视和探究。

平板微热管阵列应用于锂电池散热的数值模拟研究

本文将平板微热管阵列应用于锂电池散热,利用Fluent软件模拟电池单体及电池模块的温度场,结果表明:随着放电倍率的增加,电池产热量急剧增加,在自然对流条件下,电池单体以2C运行结束最高温度可达55.90℃;平板微热管阵列的应用可以有效降低电池模块温度和温差,电池模块以高倍率2C运行时,采用12根平板微热管阵列对称布置散热可使电池模块的最高温度降低12.34℃,温差减小3.81℃;微热管阵列对称布置可有效降低电池模块的温度不均匀性。

平板微热管阵列及其传热特性

研制了结构紧凑的带有微结构的平板微热管阵列,并对其充装不同工质时的传热性能进行测试。同时对热管内充装不同工质时的热通量进行了测试。结果表明,在使用甲醇、乙醇、丙酮、R141b为工质的情况下该平板微热管阵列的散热效果良好,其中甲醇为工质的散热器在保证芯片表面正常的工作温度下的最大热通量及总热量输运能力分别达到102W·cm-2及102W以上。最高热通量可达200W·cm-2。以甲醇为工质的不同充液率实验表明,平板微热管阵列的热通量随充液率的不同而有所变化,最佳充液率为0.3。

微热管阵列式太阳能平板空气集热器集热性能

该文在传统平板太阳能空气集热器基础上,结合高效热导元件—微热管阵列(micro-heat pipe arrays,MHPA),提出一种全新的平板式太阳能空气集热器,阐明了该集热器的基本结构和工作原理,深入分析了该新型集热器的传热机理。对集热器的热损失情况进行了理论分析,并对该新型集热器的非稳态集热特性进行了试验研究。通过测试该集热器在不同条件下的集热特性,分析了运行参数及气象参数对其性能的影响规律。结果表明,该集热器在风量为290 m3/h,瞬时集热效率稳定在68%,且具有结构简单,可靠性高,集热效率稳定的特点。

平板微热管阵列在LED散热装置中的应用

针对目前大功率LED灯的散热问题,研制了高效散热器件——平板微热管阵列。实验表明,平板微热管阵列具有良好的热输运能力,当蒸发段表面温度为69.5℃时,热流密度能够达到143.2 W/cm2。利用该平板微热管阵列设计了用于LED散热的散热装置,并进行了相关的实验测试和模拟研究。结果表明,该散热装置散热效果良好,测得的光源基座处的温度均低于70℃,大大低于对结温的要求。模拟结果与实验结果误差在4%以内,模型合理,可以用于该散热装置的优化设计。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器热性能及阻力特性研究

以平板微热管阵列为核心部件设计一种新型的太阳能空气集热器,对其热性能和阻力特性进行详实的实验研究。探讨不同季节对空气集热器集热效率的影响;空气流量对集热效率的影响;空气集热器的流动阻力特性。实验结果表明:夏季稳定运行状态下集热器的集热效率可达73%,流动阻力小于25 Pa。

微热管阵列平板太阳能集热器中空保温层厚度优化

为分析微热管阵列平板太阳能集热器的热性能，该文建立了集热器的CFD模型，对其进行数值模拟，将模拟结果与试验结果进行对比，验证了模型的可靠性。采用该CFD模型对集热器保温层厚度进行优化，结果表明，当实心保温层导热系数分别为0.02、0.03、0.04、0.05 W/（m·K）时，优化的实心保温层厚度分别为4.5、5.0、5.5、5.5 cm。合理设计的中空保温层（空气层与实心保温层相结合的保温层形式）集热器能够达到与实心保温层集热器相当的保温隔热效果，同时可使集热器保温层成本及质量降低25%～50%。最后，该文给出了保温层总厚度分别为4、5、6 cm时的中空保温层厚度优化结果，为该类集热器保温层的设计提供了理论依据。

平板微热管阵列-泡沫铜复合结构相变蓄热装置蓄放热特性

相变蓄热技术是节能减排的一个重要手段,在太阳能利用、余热回收和电力削峰填谷等领域发挥重要的作用。设计了以平板微热管阵列-泡沫铜复合结构为基础,多孔扁管为载热流体通路,水为载热介质,石蜡为相变材料的热管式蓄热装置。通过实验研究了蓄放热过程中装置内部石蜡的温度分布情况,不同载热流体温度和流量下的蓄放热功率变化,以及装置蓄放热效率等特性。实验结果表明,平板微热管阵列-泡沫铜复合结构可以使箱体内石蜡温度分布更加均匀;增加载热流体和相变材料的温差以及增大流量都可以提高蓄放热功率。实验条件下,该装置的最大蓄热功率为1.24 kW,最大放热功率为1.43 kW。装置蓄热效率为92%,放热效率为94%,总效率为87.4%。

微热管阵列平板太阳集热器的数值模拟与优化

介绍一种全新的平板式太阳集热器，该集热器应用微热管阵列作为集热元件，具有成本低、抗冻、承压、不易结垢、易与建筑一体化等优点。对其瞬时热性能进行的实验研究表明，该集热器瞬时效率曲线的截距达83．1％，斜率为-4．77。建立了微热管阵列平板太阳集热器的CFD模型，对集热器内部流体流动与换热进行数值模拟，模拟结果与实验结果吻合较好，从而验证了模型的可靠性。采用CFD模型对集热器干式接触式换热器进行优化，结果表明，该集热器循环水的最佳流量为0．1-0．2kg／（m2·S），水流量较低时，采用直内肋管可适当提高集热效率，随着流量的增加，管内加肋对集热器性能的提高影响不大。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器集热特性的研究

建立了平板微热管阵列式太阳能空气集热器的三维稳态模型,运用Gambit及Fluent软件对单个集热单元的物理模型进行了网格划分和数值计算,对单管的换热及流动情况进行了模拟研究,并通过实验进行了验证。结果表明,模拟结果与实验结果吻合较好,偏差在12%以内,说明了模型建立的合理性。该研究为今后平板微热管阵列太阳能空气集热器的进一步设计和优化提供了理论依据。

基于平板微热管阵列的牵引变流器散热器的性能模拟

本文在机车原有牵引变流器的"热管散热器+走行风冷"散热方式基础上,结合新型相变导热材料平板微热管阵列,提出"平板微热管阵列散热器+走行风冷"的散热方式。使用软件Icepak对平板微热管阵列散热器温度场进行模拟,模拟结果表明散热器背板平均温度低于结温,符合散热要求。

平板微热管阵列应用于锂电池组的散热特性

通过实验得到60 Ah磷酸铁锂单体锂电池的发热量,并利用软件Fluent对电池单体及电池组的温度场进行数值模拟。对布置了平板微热管阵列和散热翅片前后的电池组温度场对比分析可知:平板微热管阵列的使用可以有效地降低电池组的最高温,平均温度,以及温度不均匀度;电池温度随着对流换热系数的增大而降低。研究结果表明,随着翅片数量的增加,翅厚增大,翅距减小,电池组的最高温和平均温度降低。

基于平板微热管阵列的大功率LED路灯散热研究

大功率LED路灯是照明行业的发展趋势,但是目前由于散热等问题限制了其大规模推广。本文选用平板微热管阵列与翅片散热器结合的方式针对大功率LED路灯设计出一种新型的散热器,首先对所选用的平板微热管进行传热特性实验,结果表明所选用平板微热管具有良好的均温性和快速启动特性,在蒸发段外壁面温度为53℃时,达到最大热通量达到117.2 W/cm^2;建立了LED路灯系统的装配模型,在ANSYS Workbench中进行稳态热模拟,结果表明新型散热器可以很好的解决大功率LED路灯的散热难题。

平板微热管阵列的研究现状与进展

平板微热管阵列作为一种新型高效传热元件,解决了单一微热管热通量和热输运能力有限的问题,提升了热管整体的可靠性,克服了传统圆热管在应用中出现的接触面积小、形状限制、接触热阻等局限。本文总结了平板微热管阵列的内部结构、吸液芯种类、制造和封装工艺,介绍了针对平板微热管阵列性能进行的实验、理论研究及建立的数学模型,阐述了平板微热管阵列在多个领域的应用现状,并提出了进一步的研究重点,为平板微热管阵列的研究提供参考。

倾角对微热管平板性能影响的实验研究

为研究微热管平板倾角对微热管平板性能的影响,本文以填充工质为丙酮、充液率为15%的微热管平板为对象,在其他变量相同的条件下,对0°,45°和90°等3个典型倾角的微热管平板进行了性能对比实验,测量了该平板表面温度、加热板耗电量等参数,并根据所测参数,分析了倾角对微热管平板启动特性和传热性能的影响.结果表明,当倾角为45°时微热管平板的启动特性和传热性能最佳,因为此时微热管平板的升温最快、所能达到的稳态温度最高和传热热阻最小.

基于日光温室墙体蓄热需求的弯曲微热管阵列传热特性试验

为了提升日光温室墙体的蓄放热性能,以长度为750 mm的平板微热管阵列为例,探究不同弯曲半径、弯曲角度对微热管阵列传热特性的影响,并将弯曲后的微热管阵列应用于日光温室。结果表明:弯曲和平直的微热管阵列均具有较好的均温性和较高的导热系数,与平直热管相比,经过2次90°弯曲的热管表面温度升高;相同加热功率时,随着弯曲半径增加,微热管阵列轴向温度下降;弯曲半径为30~40 mm的微热管阵列满足日光温室蓄热墙体的蓄放热需求,平均等效导热系数达300 816 W/(m·℃);将弯曲的微热管阵列应用于日光温室墙体,与普通温室墙体相比,平均蓄热速率与放热速率分别提高12.4%和15.6%,微热管阵列能够有效提升温室墙体的蓄放热性能。

平板微热管式相变蓄热装置蓄放热特性研究

工业石蜡材料具有优良的蓄热性能,但是导热能力不好,为了增强其与流体间的热量交换能力。通过借助平板微热管阵列出色的导热能力,构思了一类新型相变蓄热设备,并借助试验方法对其性能进行了研究。

电加热式平板微热管阵列相变蓄热器蓄放热性能研究

本文提出了一种基于相变蓄热技术和平板微热管阵列技术的电加热式蓄热器,阐明了该装置的结构形式和工作原理,并对其单独蓄/放热与同时蓄/放热过程的热特性进行了研究。该新型电蓄热器采用12支带有百叶窗翅片的平板微热管阵列作为传热元件,蓄热器内填充18 kg的67#工业石蜡。蓄热工况采用不同加热功率(0.2~2.0 kW)对该电蓄热器进行加热,放热时控制放热流体体积流量(20~120 m^(3)/h)和放热流体温度(15~27℃)进行放热。实验结果表明:在不同的运行模式下,该新型电蓄热器运行高效稳定,在单独蓄放模式下,测试结果显示装置的蓄、放热效率可达到99%和89%。

基于板式热管的复合容积式换热器的换热性能优化实验研究

基于板式热管的复合容积式换热器是一种以平板微热管阵列为基本换热单元,结合容积式换热器与板式换热器优点构建的新型换热器。但平板微热管的蒸发端与冷凝端传热量差异导致该类换热器的蒸发端与冷凝端的换热匹配仍存在问题。在已有研究结果的基础上,提出了在新型换热器蒸发端热管上添加铝肋片及在蒸发端入水口添加引流道2种优化方案,并通过相应实验来验证这2种方案的效果。实验数据分析表明,肋片优化换热器的换热性能更好。当换热器换热量为1 500 W时,肋片优化换热器的效能可达0.4,■效率可达0.68,通过与原复合容积式换热器进行数据对比,肋片优化后的换热器在使用中具有更好的换热性能。

平板微热管阵列式太阳能空气集热-蓄热一体化装置换热特性研究

本文基于平板微热管阵列技术,提出了一种太阳能空气集热、蓄热一体化装置,阐明了该装置的结构和工作原理。本装置以平板微热管阵列为关键热输送部件,采用52#石蜡作为相变储热材料,搭建了该一体化装置性能研究试验系统,对该装置蓄热器内部石蜡温度变化、蓄放热效率及蓄放热功率进行了实验研究和分析。结果表明:太阳能集热蓄热一体化装置可高效稳定运行,实测集/蓄、放热性能优良,测试工况下平均蓄/放热效率为59%/91.6%,平均蓄/放热功率为393 W/344 W。