氧化石墨烯对脉动热管启动和传热特性影响

张田田 杨洪海* 刘利伟 王耀锋 沈俊杰 张裕宽

东华大学环境科学与工程学院

0 引言

脉动热管是两相传热装置领域的一种有广阔应用前景的新型装置。脉动热管具有卓越的热量传递性能，应用在冷却电子设备，热回收系统中可以提高其效率。脉动热管结构简单，无运动部件，在传热能力，适应性，成本和应对当今电子设备高集成化小型化方面具有较高的发展潜力，近年来已被国内外许多研究人员广泛研究。

纳米流体的种类有：离子液体、微金属、自湿润流体、碳纳米管等[1～4]。为了追求更高的传热效果，纳米流体成为研究热点，与传统工质相比，纳米流体能够对换热进行强化，因此，为了追求更高的传热效果，有许多的学者在脉动热管中使用纳米流体，研究其传热特性。Mehdi 等[5-6]研究发现使用铁磁流体可以改善稳态热性能，施加磁场可以增加开环脉动热管的启动和稳态热性。

氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，它的导热系数约为6000 W/(m·K)，它良好的导热性可以极大地提升脉动热管的传热特性，延缓烧干等[7-9]。鉴于石墨烯具有疏水性，不易溶于水，并且会发生聚沉情况，有研究者采用氧化石墨烯，来改善其溶解性，进一步强化传热效果[7-9]。本文以氧化石墨烯水溶液为工质，研究其启动特性，分析浓度及充液率等对运行性能的影响。

1 实验装置及试验方法

1.1 工质选择及工况

本实验选取的工质为：去离子水，0.01wt%，0.03wt%，0.05wt%，0.08wt%，0.1wt%氧化石墨烯溶液，脉动热管倾斜角度定义为与水平方向的夹角，根据文献[10]，脉动热管在垂直时启动性能最佳。……