郭宇翔，陈宏霞，袁达忠，李林涵，王逸然，纪阳

（1 华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京 102206；2 中国科学院工程热物理研究所，北京 100190；3 中国科学院大学，北京 100049）

中高温热管是一种工作温度大于275℃[1]、工质为碱金属或其合金、壳体采用非透明耐高温材料[2]的高效换热器件，具有体积小、均温性好、传热性好等特点[3-4]，被广泛应用于飞行器热防护、核反应堆散热、温度控制、余热回收等领域[5-8]。

目前中高温热管研究主要针对钠、钾碱金属工质[9-10]。Makhankov等[11]设计了高温钠热管用于聚变反应堆散热，其工作温度为500～1000℃。冯踏青等[12]验证了钠钾合金热管启动温度低于钠热管。Zeng等[13]优化了热管壁面外侧的翅片结构，开发出新型紧凑式高温翅片热管换热器。沈妍等[14]在热管内壁设置三角沟槽，强化工质在管内传输能力，提高了热管的热响应和热缓冲性能。

为具体描述强化热管的热性能，研究者开始关注热管的热启动过程及其均温性。热管的热启动过程是工质在蒸发段发生相变，流动至冷凝段再次进行相变换热的过程。Kemme[15]指出热管内部蒸气流动状况类似于拉伐尔喷管，对加热功率为6.4kW的钠热管进行变冷凝段工况试验，得到热管压力及温度梯度的变化规律。Dobran[16]指出声速极限受工作流体、蒸气流动面积以及绝热区长度的影响，并可能破坏热管表面。Wang 等[17]自主开发出热管瞬态分析程序，对带有保温情况的钾热管进行数值研究，得到不同时间热管速度分布，获得其声速极限规律。Wang 等[18]对钾热管启动特性进行了研究，在加热功率达到980W时热管发生声速极限。……