马文统，陈曦，曹广亮，武飞

（上海理工大学能源与动力工程学院制冷与低温技术研究所，上海200093）

中低温脉动热管传热性能的模拟研究

马文统，陈曦，曹广亮，武飞

（上海理工大学能源与动力工程学院制冷与低温技术研究所，上海200093）

脉动热管是一种新型传热元件，具有结构简单，传热性能突出的优点。针对可用于低温冰箱的脉动热管，采用R508B为工质，运用多相流VOF方法建立闭式环路中低温脉动热管三维数值模型进行了数值模拟分析。模拟过程中，环路脉动热管的充液率分别为30%、50%、70%，热端加热功率分别为20 W、40 W、60 W、80 W、100 W、120 W，模拟了初始充液后管内气态和液态的相间分布，获得了不同时间点管内温度分布，探讨了中低温脉动热管充液率和加热功率对热管换热性能的影响。结果表明，中低温热管与常温热管在启动和稳定运行阶段具有相似的特征，当中低温脉动热管稳定运行时，温度的波动具有周期性。脉动热管的传热性能随着加热功率增大而变化。充液率较低时，在低加热功率下的冷热两端温差和等效热阻都比较小，当加热功率较大时热阻会出现上升。当充液率较高时，在低加热功率下脉动热管的冷热两端温差和等效热阻都比较大，随着加热功率的增加，温差和热阻都减小。

中低温脉动热管；数值模拟；流型；传热

0　引言

随着生物、医疗产业的快速发展，相关生物及医学样本、试剂等生物材料长期存储对于超低温冰箱的需求越来越广泛。此类超低温冰箱一般要求存储温度在-70℃以下，制冷系统稳定，以实现生物材料的长期可靠存储。……