袁明森,贺铸,谭方关

(武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉 430081;武汉科技大学 钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北 武汉 430081)

热虹吸管(重力热管)是一种在两相传热机制下工作的冷却装置,不仅可以在有限空间内传递大量的热量,而且同时具备无需外部能量消耗、无噪音、节能、体积小、结构简单和工作可靠等优点[1],所以被广泛应用于石油化工节能[2-4]、余热回收[5-6]和相变储热技术[7]等领域.随着碳中和理念的提出,节能环保要求愈加严格,工业炉余热利用率要求不断提高,而优化重力热管的换热性能是解决该问题的有效途径.

为了寻求重力热管的最佳换热性能,研究人员发现重力热管在达到最优运行状况时会受限于重力热管的工作功率、倾斜角度、填充率与工作介质的影响.Zhao等[8]通过数值模拟的方法探究不同加热功率对热管性能的影响,结果表明热管热阻随着加热功率增加不断减小.倾斜角度越大,热管的换热性能表现更优[9-10].刘玉清等[11]通过水工质重力型分离式热管换热性能试验发现,热管在实际安装时应处于竖直状态以获取最大的换热性能.李本文等[12]、卿倩等[13]采用数值模拟研究了不同填充率对重力热管性能的影响,发现随着填充率的增加,热管热阻减小.但是禹法文等[14]、Alizadehdakhel等[15]发现当加热功率超过一定值后,填充率增加,热阻反而增大,热管性能恶化.由上可知,不仅不同因素对……