热质交换的新型设备

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1、热质交换的新型设备闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告1.曲伟,马同泽,微小空间薄液膜相变传热的微尺度效应,航天器工程，Vol13，No.2,36-45，2004主要内容：本文对小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述，包括下列几个方面：固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应；圆形截面毛细管管径的微尺度效应；毛细管的截面形状微尺度效应；壁面纳米级粗糙度的微尺度效应；微型热管(MHP)的微尺度效应和连续性极限、堵塞极限；平板热管(FMHP)的壁面粗糙度微尺度效应和沸腾极限；脉动热管(PHP)管径的微尺度效应；薄液膜的稳定性等。研究分析了上述各方面微尺度效应的机理，归纳推

2、知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量这两种方法均可提高蒸发器的性能，后一种方法可操作性强，为高效蒸发器性能的提高指明了方向。主要结论：对于薄液膜传热，各种力的对比发生根本的变化，脱离压力(DisjoiningPressure)和毛细力(CapillaryPressure)占有主导地位，而重力、粘性力、惯性力相对不重要。在薄液膜传热和流动研究中发现，脱离压力和毛细力的对比也会因空间尺度、表面微观粗糙度等的不同此消彼长。由于尺度减小，壁面的相对粗糙度变得越来越重要，即使是对光滑表面来讲，壁面粗糙度也是不能忽略的了，原因是光滑壁面的纳米量级的粗糙度也会改变薄液膜的吸附热

3、，从而改变了脱离压力和毛细力的相对大小。关于薄液膜稳定性，对薄液膜叠加了表面力，如果薄液膜出现不稳定，则会加剧其表面的波动。可知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量两种方法均能提高蒸发器的性能，后一种方法可操作性强，为高效蒸发器性能的提高指明了方向。在相同的当量直径及相同加热温差下，三角形截面毛细管内总的蒸发传热量最大，圆形截面毛细管的最小。存在问题和拟定解决措施：2.崔晓钰，翁建华，M.Groll，铜/水振荡热管传热特性的实验研究，工程热物理学报，Vol.24，No.5，864－866，2003主要内容：实验装置如上图。主要结论：（1）部分充注的闭式循环毛细尺寸热

4、管在一定换热条件下会产生振荡，振荡对热管传热性能的提高非常显著。在本文实验条件下，振荡热管的最小热阻可达到无充注管纯导热热阻的一半以下。利用这一特性，合理开发、设计、使用振荡热管，可以获得较为满意的换热效果。（2）振荡热管传热性能随换热条件、充注率变化而变化。一定充注范围内，加热功率达到一定值时，热管工作处于振荡状态。充注率越小，振荡发生所需的加热功率越小，表现出加热功率较小时，充注率越小，热阻越小，而随着加热功率增大，热阻相差越来越小。充注率过小或过大均不能形成振荡，热管传热性能较差。（3）满充注热管是性能良好的单相热虹吸管。存在问题和拟定解决措施：3．B.Y.Tong,T

5、.N.Wong,K.T.Ooi,Closed-looppulsatingheatpipe,AppliedThermalEngineering21(2001),1845-1862(1)(2)结论：脉动热管（PHP）在开始及运行期间，管内工质液塞分布不均匀。要使CLPHP运行，需要一最小临界输入功率，该最小启动输入功率可引起流体的流动。在充灌率为0.6时，工质循环才可能。由于流体流动，热量才能从热管的蒸发段输送到冷凝段。由于驱动力和回复力间的相互作用，流体流动是连续的。正因如此，在蒸发段才没出现持续的干烧。CLPHP在启动期间，出现从蒸发段到冷凝段的大幅度脉动。在这之后，出现工质

6、的连续循环。一旦循环开始，工质的循环方向将一致，但对于同一实验运行，循环的方向可能不同（即正向或反向）。此外，随着输入功率的增大，循环速度增加。一旦工质开始循环，液塞也在局部发生脉动。在热管中可观察到复杂过程，如：核态沸腾、气泡破裂、波动流等。4.冼海珍，商福民等，自激振荡流热管脉冲加热强化传热实验研究，工程热物理学报，Vol.27，No.3，457－459，2006主要内容：本文对脉动热管的加热方式进行了研究，得出结论如下1）脉冲加热时热管冷、热端壁面温度振荡频率明显大于连续加热热管的壁面温度振荡频率，实验结果表明，脉冲加热可以提高管内流体的蒸发和冷凝速率以及气液相变的交替

7、频率，使之产生更高的相变传热的热流密度以及形成更大的因压力不平衡而获得的循环动力，达到强化热管传热的目的。2）热管运行存在一最佳的加热功率（输出功率）范围。3）在相同的加热功率下进行比较，当脉冲宽度在200～1000ms时，脉冲加热热管的传输热流量与当量导热系数均大于连续加热热管的传输热流量和当量导热系数。4）实验结果表明，脉冲加热强化自激振荡流热管传热的方法是可行的。存在问题和拟定解决措施：4．徐进良，张显明，施慧烈，脉冲热管中的热力型脉动现象及实验测量，自然科学进展，Vol.14,No.4,P436