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石焉工质热物性对脉动热管运行性能的影响杨洪海ぽぶ嗜任镄远月龆裙茉诵行阅艿工程热物理学报影响分析较小的动力黏度、汽化潜热和表面张力值。在我们式中,盯为表面张力,痬;!直鸨硎酒寮甀脉动热管作为一种新型高效的传热元件,具有结构简单、传热性能好、随意弯曲等优点,近年来得到越来越广泛的研究。文献研究表明,工质热物性显著影响脉动热管的流动与传热特性,如气泡的形状、振荡的频率及幅度、平均流速及压降等剩献沽谐隽寺龆裙芏匝≡窆ぶ实囊恍┮G螅较高的饱和压力与饱和温度比值,较大的比热容值,前期研究成果的基础上疚淖酆戏治龉ぶ嗜物性对脉动热管的临界直径、毛细滞后阻力、启动运行及传热极限等方面影响,旨在为脉动热管的设计和选用提供一些依据和参考。对临界直径的影响根据脉动热管的运行要求,在设计管子内直径时,应满足以下条件:液体密度,/;V亓铀俣龋琺/。,上海;鹿雇技犹卮笱Ш四苎芯克雇技犹摘要工质热物性显著影响脉动热管的流动与传热特性。本文通过理论计算及实验研究,定性分析了工质热物性对临界直径、毛细滞后阻力、启动运行及传热极限等方面的影响。研究表明,为保证脉动热管的运行性能,在设计阶段应综合考虑工质、管材及管径大小等因素。首先,根据使用场合的热流密度及运行温度高低合理选取工质种类;然后,选用合适的管壁材料,尽可能减少液塞与管壁之间前、后接触角不同引起的毛细滞后阻力;最后,确定管内直径范围。本文工作旨在为脉动热管的设计和选用提供一些依据和参考。关键词脉动热管;工质热物性;运行性能;中图分类号:文献标识码:影响因素文章编号:—珿,.籺籭口画。≤收稿日期:——;修订日期:——基金项目:东华大学重点学科建设项目资助瓸作者简介:杨洪海,女,浙江上虞人,副教授,博士,主要从事传热传质及强化、余热利用与节能方面的研究。—,.瑃.;—甆,琔琒,猽—甀
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~~~胁一一件下,管内气泡与液体柱会呈间隔布置的状态。如果管内径太大,则气液两相流体会分层,脉动热管失去作用。从公式梢钥闯觯龆裙艿牧俳缰本度决于工质热物性参数。表谐隽宋露任时一些工质所要求的临界直径大小。图隽怂⒕精以及三种工质的临界直径随温度变化的关系图。表ぶ实牧俳缰本。对毛细滞后阻力的影响液塞在毛细管中运动时,液体与固体表面之间存在接触角。在前进方向的前端存在前进接触角,后端存在后退接触角。接触角的大小取决于液体与固体的组合情况。对于水/铜管组合,前后端的接触角分别为#欢杂诰凭ǎ茏楹希淝昂蠼触角分别为。及!S捎谇昂罅蕉私哟ソ堑牟煌会对流动起到阻碍作用,即毛细滞后阻力。对于单个液体柱,毛细滞后阻力可以按下式计算。··盯·狢式中,、。。直鸨硎疽禾逯牍烫灞诿婕涞前、后接触角。计算表明,在内直径为的铜管中,当温度为。保ジ鼍凭拿钢后阻力约~ジ鏊拿钢秃阻力约羖蔷凭丁B龆裙内部通常由很多个液体柱组成,如将全部液体柱的毛细滞后阻力综合考虑,其影响结果非常显著,甚至有可能使流体停止流动。对启动性能的影响我们用文献『的实验装置来研究这个问题。对于内直径为、弯头细铜管组成的脉动热管,管内分别充注酒精、及水,充液率取%,分别在垂直底部加热、水平加热以及垂直顶部加热三种模式下运行,得到的系统热阻随热负荷变化规律如图尽惫苣诔渥保雀汉桑管可以在三种加热模式下很好地启动运行,热阻明显低于空管热阻。工程热物