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应用于相变蓄热的脉动热管换热器在不同倾角下放热性能的试验研究

2018-01-25罗孝学章学来华维三韩兴超

流体机械 2017年7期

罗孝学 ,章学来 ,华维三 ,韩兴超

(1.上海海事大学,上海 201306;2.钦州学院,广西钦州 53500)

1 前言

潜热蓄热技术于20世纪70年代在石油危机之后应运而生,在提高能源利用效率和保护环境方面起到了重要作用[1~4]。WANG等对移动蓄热器的经济性和可行性做了分析[5~7]。

目前,相变潜热蓄热的研究主要在以下2个方面:(1)研究相变蓄热材料(PCM)本身,包含材料的寿命、物理性能、稳定性、蓄热容器与材料的相容性等;(2)研究热物理问题,包括相变蓄热过程的传热机理、相变蓄热装置强化传热、相变蓄热器设计等。大多数相变材料普遍存在导热系数低、换热性能差的缺点,从而使得相变蓄热装置中的热量储存和释放无法快速进行,使得其相变蓄热效率偏低。

脉动热管是日本学者Akachi在20世界90年代初期提出的一种可用于微小空间、新型高效、具有高热流密度的新型传热元件[8]。文献[9~14]对脉动热管很多性能做了详细的分析,脉动热管具有以下优点:(1)构造简单、节约成本;(2)管径小、体积也小;(3)结构多样、适应性能好;(4)加热方式多样;(5)传热效果更好。

Chanroensawan等做的试验可以看出脉动热管在竖直放置底加热顶部冷却的模式下运行最好[15]。马永锡等得出了相似的结论[16]。杨蔚原等认为,脉动热管在竖直放置底加热、顶部冷却的模式下运行最好,而在竖直放置顶加热模式、底部冷却时不能很好地运行,这主要是因为竖直放置底加热时,重力可使液体沿壁面向下回流,避免了烧干现象的发生,此外重力对压力波动也有很大帮助[17]。……

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