脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)和運(yùn)行性能及其可視化研究.pdf

1、本文對(duì)脈動(dòng)熱管進(jìn)行了可視化實(shí)驗(yàn)和熱性能實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察和分析脈動(dòng)熱管啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行階段脈動(dòng)熱管內(nèi)的氣液塞行為和流動(dòng)現(xiàn)象，結(jié)合熱性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了脈動(dòng)熱管啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行階段的熱性能。
　　 在啟動(dòng)階段，在低加熱功率工況可能發(fā)生流型的突變過(guò)程。啟動(dòng)階段脈動(dòng)熱管內(nèi)的氣泡和液塞的聚合、斷裂以及液態(tài)工質(zhì)的回流現(xiàn)象，這些氣液塞的行為有利于管內(nèi)氣液塞重新分布調(diào)整和脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)，液態(tài)工質(zhì)的回流對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行階段功率變化時(shí)的氣液分布調(diào)整和穩(wěn)定運(yùn)行也

2、有重要意義；實(shí)驗(yàn)還觀察到了脈動(dòng)熱管內(nèi)工質(zhì)流向傳遞到整個(gè)回路形成穩(wěn)定單向循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程。通過(guò)引入?yún)?shù)最高啟動(dòng)溫度，結(jié)合參數(shù)最小啟動(dòng)功率和啟動(dòng)時(shí)間，綜合分析了脈動(dòng)熱管啟動(dòng)性能，分析發(fā)現(xiàn)，低充液率和適中充液率的脈動(dòng)熱管體現(xiàn)出了更好的啟動(dòng)性能，而高充液率下的脈動(dòng)熱管相對(duì)較難啟動(dòng)。管內(nèi)啟動(dòng)方式會(huì)隨加熱功率的升高由溫度突變型改變到溫度平穩(wěn)過(guò)渡型，最高啟動(dòng)溫度會(huì)在啟動(dòng)方式發(fā)生改變后的一定功率范圍內(nèi)降低，但隨著加熱功率的繼續(xù)升高，脈動(dòng)熱管啟動(dòng)溫度也可能

3、會(huì)隨之升高，結(jié)合加熱功率對(duì)啟動(dòng)時(shí)間的影響可知，脈動(dòng)熱管在加熱功率適中和較高時(shí)可以保證有較好的啟動(dòng)性能，但在加熱功率繼續(xù)升高時(shí)，可能出現(xiàn)啟動(dòng)溫度較高的現(xiàn)象。
　　 穩(wěn)定運(yùn)行階段脈動(dòng)熱管內(nèi)工質(zhì)存在不同流型，包括泡狀流、塞狀流、混合流和環(huán)狀流。在加熱功率改變時(shí)或高加熱功率的條件下，脈動(dòng)熱管內(nèi)工質(zhì)會(huì)出現(xiàn)單向循環(huán)流動(dòng)方向改變的情況。脈動(dòng)熱管相鄰管分別為工質(zhì)的上升管和下降管，上升管中氣態(tài)工質(zhì)較多，流速較快，溫度也相對(duì)較高。
　　 低

4、充液率的脈動(dòng)熱管的適應(yīng)性較低，充液率較高時(shí)，脈動(dòng)熱管能適應(yīng)更廣的功率范圍，但在一定的加熱功率范圍內(nèi)可能出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)象。脈動(dòng)熱管冷卻段的溫度脈動(dòng)振幅遠(yuǎn)大于加熱段，這可能是加熱方式、冷卻水溫度等因素造成的。冷卻水溫度的適當(dāng)提高可以使運(yùn)行更加穩(wěn)定，提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能，但可能使脈動(dòng)熱管更難啟動(dòng)和提高脈動(dòng)熱管的工作溫度。相比于丙酮，汽化潛熱更大的蒸餾水在高加熱功率的條件下，體現(xiàn)出了更加穩(wěn)定的性能。
　　 本文還通過(guò)可視化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象