有限小空间内沸腾-凝结共存相变传热的实验研究

给出了在低热流密度下有限空间内沸腾凝结共存的相变传热特性的实验研究结果。沸腾工质为去离子水,换热表面材料为紫铜,有限空间的高度为16 mm,充液液面高度分别为5 mm、6 mm、7 mm和8 mm。实验观察和测试结果表明,沸腾和凝结之间存在明显的相互作用和影响,且随着液面高度的增加,沸腾和凝结表面传热系数均先增加后减小.存在一个使沸腾和凝结表面传热系数最大的充液高度,这为优化平板热管均热器等存在沸腾-凝结共存现象的装置的设计提供了参考。

倾斜角度对平板热管性能影响的实验研究

本文设计并制作了一种具有深微槽道结构的铜-水平板热管,系统地研究了放置方式对其传热性能的影响。实验测试了不同热流密度、不同倾角下热管正常工作时的稳态温度分布和热阻。结果表明,热管热阻随倾斜角度单调增大。这是因为随着倾角的增加,重力与工质回流方向不一致,重力阻碍了工质的回流起到了作用,所以热管的均热性能下降,热阻增大。水平放置时,热管表现出最佳的工作性能和最小的热阻。

沸腾-凝结面间距对沸腾凝结共存相变传热规律的影响

给出了在低热流密度下沸腾-凝结面间距(相变腔高度)对沸腾凝结共存相变传热规律影响的实验研究结果。沸腾工质为去离子水,相变腔由水平朝上且具有薄膜延展面的紫铜沸腾面、抛光且朝下的冷凝面以及玻璃管侧壁面组成。高度为48 mm的相变腔对应充液高度分别为10 mm、14 mm、18 mm、22 mm、26 mm、30 mm和34 mm;高度为18 mm的相变腔对应充液高度分别为6 mm、8 mm、10 mm和12 mm。实验观察和测试结果表明,在所给定的有限空间范围内沸腾和凝结之间存在明显的相互作用,沸腾和凝结之间的这种相互作用及程度是引起传热变化的主要原因。随着液面高度的增加,沸腾和凝结表面传热系数均先增加后减小,同时,在本文研究所涉及的范围内,均存在一个使沸腾和凝结表面传热系数最大的充液高度,这说明沸腾-凝结面距离对沸腾凝结共存相变传热规律的影响具有一定的普遍性。

再循环超音速分离管除湿性能及其流动特性研究

提出一种全新的再循环超音速分离管工作原理和结构设计。加工完成一套再循环超音速分离管,并进行了室内实验研究。实验表明,相比已研发的超音速分离管,在相同压损比下再循环超音速分离管可以获得更高的露点降,具有更好的除湿分离性能。为了进一步研究并预测再循环超音速分离管内流动规律和激波发生的位置,本文采用计算流体力学(CFD)理论,建立数学模型,进行了再循环超音速分离管内二维稳态可压缩流动的数值模拟计算。模拟结果表明:激波被转移到扩压管入口处发生,减少流动压力损失。此装置的结构设计能够提高脱水性能和效率。

平板热管均热器与热沉的一体化设计

提出了平板热管均热器与热沉一体化设计的新思路,加工了交叉孔道式一体化平板热管并进行了实验研究。这种与热沉一体化设计的新型平板热管能有效降低导热热阻,完全消除了均热器与热沉间的接触热阻。对不同热流密度下热管工作时的稳态温度进行测试,比较了一体化平板热管和其他传统结构热管的热阻值,验证了该热管良好的性能。

新型交叉孔道式平板热管的性能研究

提出了一种设计交叉孔道式平板热管的新思路,按照这种方法设计加工的新型结构的平板热管均热器具有较强的轴向和径向导热能力,能明显减小导热热阻;特殊的孔道结构增强了毛细作用力,能有效强化相变换热。实验测试了不同热流密度和不同充液率下该热管正常工作时的稳态温度分布,给出了不同充液率和不同热流下的热阻,得到了热管的最佳充液率,证明该热管具有良好的均热性能。