变工况重力热管性能实验研究

贾雷雷 郑庆红 张瑞瑛 张梦远

西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院

0 引言

重力热管是一种具有超高导热性能的相变传热元件，凭借其结构简单，制作成本低，传热性能好等诸多优点，已被广泛应用于工业的余热回收[1-2]、太阳能利用[3-4]、电子设备冷却[5-6]等领域。国内外学者对不同工况下重力热管的传热性能进行了一些研究。郑庆红等[7]研究了不同工质和不同充液率的重力热管的传热特性，研究结果显示：丙酮等温性最好，且在充液率为35%时，热管的传热效率达到最大。Park[8]等对两相流铜热管的传热特性进行了实验研究，以 C6F14 为工质，通过改变加热功率和充液率，对其传热性能测试，结果发现热管蒸发段的传热特性随加热功率的增大而增强，冷凝段受到充液率的影响较大，随着充液率的增大，传热性能提高。张劲草[9]等通过实验研究发现，蒸发段冷凝段长度和位置改变会对重力热管的传热性能产生一定影响，蒸发段和冷凝段长度减小都会对热管传热产生不利影响，冷凝段适当下移会减小热管热阻，提高热管换热性能。马泽昆[10]等对低温热管传热特性进行了实验研究，结果表明：蒸发段长度越大，加热功率越大，蒸发段换热系数越大。冷凝段长度越小热管阻值越小，蒸发段长度越小热管阻值越大。

本文通过搭建热管实验台，实验研究了不同工质的重力热管在自然冷却下的启动性、等温性差异，同时也分析了不同蒸发段冷凝段长度比对重力热管总热阻及蒸发段传热系数的影响。……