太阳能热管启动性能实验研究硕士学位论文

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1、北京工业大学硕士学位论文太阳能热管启动性能实验研究姓名：黄生云申请学位级别：硕士专业：制冷及低温工程指导教师：郭航20090401摘要太阳能热管作为热管真空管集热器的核心部件，对集热器的集热性能及安全性能起着重要的作用。本课题组为了解决太阳能热管的防冻问题，提出了利用混合工质(水和乙醇)代替单一工质(水)的新思路，研究了工质浓度、充液率、倾角、加热功率对太阳能热管传热性能的影响。热管能否正常的迅速的启动进入稳定工作状态，对热管的实际应用有重要意义。本文在课题组前人工作的基础上，进一步对太阳能热管的启动性能展开了实验研究工作。本文设计了一套一

2、体化便捷式的热管抽真空充液系统，并研究出一种反复让热管工质蒸发冷凝从而彻底排除不冷凝性气体，采用毛细铜管作热管工艺管，在加热热管管内正压的情况下机械密封热管的热管制作方法，从而确保所做热管具有良好的性能。本文通过实验研究了工质浓度、倾角、蒸发温度、不冷凝性气体对热管启动性能的影响，得出了以下结论：(1)-r质的浓度对热管启动性能的影响在恒温水浴的温度高低不同时有根本的不同。a在较低的恒温水浴温度(40℃，50℃)时，影响工质蒸汽在冷凝段的冷凝放热量的主要是工质潜热，纯水的启动性能最好，随着乙醇浓度的增加，热管的启动性能递减。b在较高的恒温水

3、浴温度(70℃)时，影响工质蒸汽在冷凝段的冷凝放热量的主要是工质蒸发量，纯乙醇的热管启动性能最好，随着乙醇浓度的减少，热管的启动性能递减。(2)热管的最佳倾角为45。，合适的倾角范围为30。"-'60。，热管垂直时的启动性能最差。(3)热管的启动时间跟蒸发温度成线性反比关系，热管冷凝段的温度跟蒸发温度成线性j下比关系。(4)不冷凝性气体严重的影响热管的启动性能，常常导致热管启动的失败，必须确保热管的气密性和在热管制作过程尽量彻底清除工质溶解的不冷凝性气体。关键词：热管；启动性能；瞬时特性；混合工质；太阳能集热器AbstractAsanewt

4、ypesolarheatcollector,heatpipevacuum·tubesolarheatcollectorcombinesthehighheatcollectingefficiencyoftheglassvacuum—tubeandhighthermalconductivityofheatpipes，avoidingmanyproblemswhichappearinthenormaltypesolarcollectors．Inordertosolvetheaitfreeezebroblemofthesolarheatpipes，

5、ourresearchgroupproposedtheuseofmixtureworkingfluid(waterandethan01)insteadofasingleworkingfluid(water)，studiedtheeffectofconcentrationofworkingfluid，liquidfillingratio，inclinationangle，heatingpoweronthesolarheatpipeheattransferperformanceWhethertheheatpipeCanstart-upquick

6、lytoworkstablelyisveryimportantforthepracticalapplicationofheatpipe．Inthispaper,onthebaseofpreviousworkofourresearchgroup，theexperimentalresearchworkofstart-upperformanceofthesolarheatpipewascarriedout．Thispaperdesignedandconstructedaconvenientintegrationvacuumandfillingsy

7、stemofheatpipe，developedanoveltywaytoproducetheheatpipewithgoodperformance．Workingfluidwasevaporatedandcondensatedrepeatedlytoeliminatethenon—condensablegascompletelyandcapillarycopperpipewasusedasprocesspipetomechanicalsealtheheatpipeunderpositivepressurewhentheheatpipeis

8、heating．Theeffectoftheconcentrationofworkingfluid，heatpipeinclinationangle，evaporationtem