刘利伟 杨洪海 张田田 张苗 周博 王耀锋

东华大学环境科学与工程学院

0 引言

脉动热管（Pulsating Heat Pipe，PHP）的工作状态可分为两个阶段，开始加热后，蒸发段温度逐渐上升为启动阶段。当其温度围绕一恒定值上下波动为稳定运行阶段。PHP 的结构[1-3]、尺寸[4]、倾斜角度[5]、加热与冷却方式[6]、充液率[7]、工质[8-10]等影响其启动性能。

石墨烯独特的二维片层结构使其传热性能及机制均不同于一般纳米颗粒，其导热系数高达5300 W/(m·K)，远高于碳纳米管和金刚石。鉴于石墨烯粉末不易溶于水，将其氧化后能很好地分散在水中，显著增强石墨烯的亲水性[11]。

目前针对氧化石墨烯PHP 的研究主要集中在热阻与温度波动两方面，未探究其启动特性，故本文实验研究了浓度为0.01%wt～0.1%wt 的氧化石墨烯溶液与去离子水在不同充液率（FR=30%、50%、80%）、不同加热功率（10～105 W）下的启动特性。

1 实验概况

1.1 实验系统

本实验装置如图1 所示。脉动热管采用外径4 mm、内径2 mm 的紫铜管弯制而成，由蒸发段、绝热段、冷凝段三部分组成，弯头数为3，热管连接部位采用耐高温不锈钢三通阀连接。脉动热管总长250 mm，其中，蒸发段长50 mm，绝热段长50 mm，冷凝段长150 mm，相邻两根管之间的中心距为。实验辅助系统包括直流电加热系统（MP1203D），数据采集系统（Aglient 34970A）与冷却系统。本实验采用垂直底部加热方式，镍铬加热丝缠在裹有耐高温绝缘胶带的紫铜管上，通过直流电源（MP1203D）控制加热功率，电流及电压测量精度±0.01 A 和±0.1 V。绝热段与蒸发段采用内部保温石棉、中间铝箔反射膜、外部聚苯乙烯加夹紧装置组成。……