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蒸发段可变的三相闭式重力热管的传热性能

2021-04-17景文玥齐国鹏李修伦

姜 峰,景文玥,齐国鹏,沈 宇,李修伦

(1. 天津大学化工学院,天津 300072;2. 天津职业大学生物与环境工程学院,天津 300410)

两相闭式重力热管(TPCT),也称为热虹吸管(thermosyphon),是一种依靠重力驱动冷凝液回流的热管[1].不仅具有普通热管的基本特性,而且结构简单、制造简便、不包含机械运动部件、不需要经常维护.这些优势使闭式重力热管可以广泛地应用于各种能源和热处理过程,如微型元器件及大型设备的冷却[2-3]、能源和核反应系统[4-7]以及地温控制等[8-13].

近些年来,随着工业的发展,全世界能源紧张的问题对换热装置的高效利用提出了更加迫切的要求.为此,很多研究者也针对重力热管的强化传热开展了大量的研究.依据强化传热的思路,主要可以分为管壳材料的表面处理[14-15]、改进内部结构[16-17]和选用新型工质等[18-21]几个方面.

Solomon 等[14]采用简单而经济的阳极氧化技术制备了内壁具有多孔结构的闭式重力热管,并考察了其传热性能.研究结果表明:阳极表面处理对热管总热阻和蒸发段传热系数有着显著的影响;阳极氧化表面的成核点是普通表面的2~3 倍.Zhao 等[15]利用化学腐蚀和涂层法为闭式重力热管制备了不同接触角的亲水和疏水表面,考察了重力热管内表面润湿性能对传热的影响.其研究结果表明:蒸发段和冷凝段的传热系数均随着接触角的增大而减小.Naresh 等[16]分别以水和丙酮作为工质,考察了冷凝段内翅片的设置对闭式重力热管传热性能的影响.研究发现:径向……

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