文档介绍：
第
卷第
期工程热物理学报
,

年
月
,
两相闭式热虹吸管内的流动和传热
陈岗辛明道陈远国

重庆大学
、
一前言两相闭式热虹吸管是一种高效能的传热元件它在制冷、化工、新能源
开发和以余热回收为主的节能技术中得到日益广泛的应用
但迄今为止, 人们对这种传

热装置的认识还远不够完善特别是加热段内部工作过程涉及到非常复杂的流动和传

热问题本文采用多种装置, 对加热段的流动特性进行了一系列观察实验以蒸馏水和
乙醇为工质, 在不同几何尺寸的两相闭式热虹吸管内进行了加热段传热性能的实验研究
、
二加热段流动特性的观察实验观察实验采用的第一个装置如图
所示它是

用钢板焊成的矩形截面热虹吸管长
, 宽
其正面有玻璃观察口工质为

蒸馏水
通过观察发现, 在大多数工况下, 加热段都同时存在液池和降膜在热流密度为

一
, 范围内, 液池高度上升到充液液位的
一
倍当热负荷较小时, 降膜下
部容易出现瞬时的局部烧干, 造成此处的壁温脉动不定
此现象在热虹吸管的传热性能测

试中曾多次遇到当热流密度为
一
,
耐时, 在稳定的蒸发液膜中有个别汽化核

心出现随着热负荷进一步增加, 液膜中的汽化核心增加汽泡脱离加热面后即随液体

一起迅速下降液膜中的汽泡无进一步的长大, 也不发生聚合由图
可知, 液池内的流

型主要为旺盛泡沫沸腾第二个观察试验采用镀膜玻璃热虹吸管它的加热段是在普通
玻璃管或石英玻璃管外壁上镀一层具有导电性能的氧化锡透明膜而制成〔
当热通量较
图
矩形截面热虹吸管图
弹型汽泡图
汽泡扰动

本文曾于
年在苏州举行的中国工程热物理学会第五届学术年会上宣读
劝工程热物理悦报彝卷

低时, 单个小汽泡在底部产生, 很快氏大到使其直径等十管内径然后呈弹头型向上浮

一
升, 最后冲破液面
见图
片刻之后, 下一个汽泡又在底邹形成并重复场玉过程在弹

型汽泡尾迹中携带了大量小汽抱, 形成一阵强烈的汽泡扰动
见图
这种周撰性的汽
泡扰动是由于玻璃管壁面光滑, 成核条件极差而产生较大过热度引起的
随着热通量增
加, 汽泡产生的频率增加, 不能形成单个的弹形汽泡
但由十玻璃管固有的特点, 阵发沸
一
腾现象仍一
分严重
针对达种情况, 笔者对上述装置作了改进, 即在镀膜玻璃管下端用粘合润接上一段金

一
域管同时加热金属管和玻璃管, 首先在金属壁面产生许多小汽泡, 使弹型汽抱无法形

成这种金属一玻璃组合管消除了玻璃管内的阵发沸腾随着热流密度的增加, 液池内的

一、
扰动加剧大量汽泡脱离加热面后, 发生一定程度的长大聚合, 造成液面波动, 液位高度
有’所增加
三、传热分析由观察结果可知, 两相闭式热虹吸管加热段大致可分为液池段和

降膜段液池段内总的特点是汽一液两相流体剧烈扰动, 属于有限空间池沸腾从冷凝段
形成的下降环状液膜进人加热段后沿途受热蒸发, 膜厚不断变薄
从