毕业论文（设计）-半导体制冷技术在电冰箱制冷系统中的应用研究

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1、录厲第2章热管的介绍22.1热管结构及其工作原理22.2热管的种类32.3热管的优点42.4热管技术在工业中应用的特点42.5热管的热导能力4第3章热管换热技术的应用53.1热管换热器53.1.1热管换热器的概述53.1.2热管换热器的构造原理63.1.3热管换热器主要特点63.2高温热管换热器73.2.1高温热管换热器的概述73.2.2鬲温热管换热器的特点73.2.3高温热管换热器的应用实例7第4章热管的应用现状84.1现今各科学技术工作者从事的热管研究84.2热管技术发展中仍然存在的问题10第5章热管技术的发展趋势115.1热管技术的扩展与展槊115.1.1热管的小型微型化115.1.2热

2、管的大型超大型化125.2各种类型的热管在不同领域的发展135・3热管结构的新兴发展13第6章结论14设计总结15参考文献16致谢18第1章绪论1.1引言当今传热工程面临两大问题，即研究高绝热材料和高导热材料。在高导热材料中，有铝、紫铜、银等，其导热系数分别为220W/(m-°C),385W/(m-°C),410W/(m・°C)，导热数量级为IO?W/(m・°C),远不能解决特殊工况下对快速散热和传热的耍求。而热管则可以解决这个问题。热管的原理首先是由美国俄亥俄州通用发(GeneralMotorsCorporation,Ohio,U・S.A)的R•S•Gaugler于1944年在美国专利中提出

3、的。1962年L.Trefethen再次提出类似于Gaugler的传热元件用于宇宙飞船，但I大I这种建议并未经过实验证明，亦未能诸实施。1963年美国LosAlamos国家实验室的G•M•Groverffi新独立发明了类似Tgaugler的传热元件，并进行了性能测试实验，在美国《应用物理》杂志上公开发表了第一篇论文，并正式将此传热元件命名为热管“heatpipe”。热管作为一种高效传热元件，正在逐渐被人们所认识，并在各种节能换热设备屮发挥着越来越重要的作用。我国的热管技术开发研究主要以工业化应用为特色，经过二I•多年的研究努力，相继开发成功了热管蒸汽发生器、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等

4、热管式设备，在冶金、化工、动力、等工业领域应用屮取得了可喜的成果。热管是一种利用汽化和冷凝的高潜热、毛细抽吸现象及无需外界动力而能够进行传热的高效节能元件。由于热管貝有较高的热导能力、传热系数高、具冇优良的等温性能、环境适应力强、结构简单和运行维修费用低等优点。近年来随着人们对热管技术研究的不断成熟和深入，已经广泛应用于建筑、交通、化学、纺织、生产、生活等各个领域，其在各个领域应用极其广泛，在降低了企业的能耗同时，也保护了环境，取得了良好的经济效益和社会效益。纵观国外热管技术理论研究和应用研究的发展与现状，在美国、日本等国已商品化，系列化，目前述正在向大型化发展。热管技术研究的重心也已经从理论

5、研究转移到应用研究，热管的生产，热管的应用己经由航天传向地而，由工业传向民用，但热管技术述存在很大的发展空间。第2章热管的介绍2.1热管结构及其工作原理热!1!［吸管是热管的一种，它是一根装入少量液体的竖直真空密封管子，通常称作热虹吸管。管子的下端加热时，下端的液体蒸发，以高速向上部移动,当与温度较低的上端管壁接触后，冷凝成液体。液体靠重力作用沿管子内壁流回下端蒸发段，如此由管子下端向上端连续不断地传递热量。由于液体的蒸发潜热大，蒸汽的流动阻力小，所以传热效率高，传热温差小。热虹吸管的应用历史较长，其内使用的工质除水以外还有许多种。其缺点是蒸发段必须位于下端，同时不能在无重力场的状态下使用。这

6、是因为冷凝液必须借助重力作用才能回流到蒸发段。为解决这一问题，可以采用冇吸液芯的毛细结构，利用毛细作用使冷凝液回流，这种结构的热管称为标准热管，（以下简称为热管）。热管通常是-个封闭的高真空金属管，管内有一定数量的蒸汽工质，管内壁覆盖有多孔材料构成的管芯（毛细吸液芯）其中吸满液态工质,管芯的作用是冋送冷凝液，管外壁根据传热需要可设置不同形式的翅片，常用的热管管壳截而为圆形。重力热管内部没冇毛细吸液芯，但必须将冷凝段置于蒸发段的上部,冷凝工质靠重力流回蒸发段⑺。热管沿轴向可分为蒸发段、绝热段、和冷凝段三部分。热管的工作原理类似于热虹吸管，只是用毛细力代替重力使液体工质冋流.现简述其原理.热管内装

7、的都是能润湿吸液芯的工质，管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当冷凝段的温度低于蒸发段的温度时，也就是说当热管的一端受热吋，毛细芯屮的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，由于液体表面的张力而使液面呈现弯月面，R为弯月面的曲率半径，r为吸液芯毛细孔半径，口有R=r/cos0由静力学原理可知，弯刀面两侧压力差=2acos9