孟 强 熊亚选 吴玉庭 吕博夫 史建峰 马重芳

(1. 北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室；2. 北京建筑大学环境与能源工程学院)

重力热管作为一种高效的传热元件，以其结构简单、制造成本低及传热性能高等优点，被广泛应用于航天、余热回收、电子冷却及太阳能等领域[1，2]。目前，热管的传热工质一般采用Na、K、Li和Na-K合金工质，还有些热管采用萘及丙酮等有机物作为传热工质。1963年，Grover G M等首次研制出高温热管，吸引了众多研究者从事高温热管研究[3]。1970年，Sockol P M和Forman R对用液态锂作为工质的高温热管进行了研究，发现在输入足够高的热量且当陡峭的温度界面沿热管长度方向运动时，热管壁温升高到某一中间值时就保持恒定，使Cotter模型得到了验证[4]。1973年，Busse C A提出当高温热管在比声速极限区更低的温度启动时能遇到粘性传热极限，粘性极限仅对于长热管和在启动时蒸汽压很低的液态金属热管具有实际意义[5]。Levy E K和Chou S F也对管内蒸汽流动的声速传热极限进行了大量研究，并建立了4种模型：理想气体模型、两相共存模型、蒸汽反应模型和考虑分解复合反应动力学模型[6]。Tournier J M和Genk M S对高温热管从冻结状态下的启动连续和不连续蒸汽流动方面提出了一个统一模型，耦合吸液芯内的固体融化和蒸汽流动，理论结果与实验值吻合较好[7]。国内对高温热管的研究起步稍晚，1972年，中国首次成功研制出第一支高温钠热管[8]。1973年，中国科学院力学研究所对高温钠热管内蒸汽流动和传热极限进行的研究发现，高温热管具有良好的等温性，在低温段出口易达到声速极限。……