脉动热管传热性能模拟研究*

景艳阳，鲁祥友

（安徽建筑大学 环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601）

脉动热管拥有结构简单、传热能力突出、有较高的抗烧干能力[1]、适应多种工作环境等优良特点。所以热管技术应用于电子设备散热、土建工程节能、热能动力工程、太阳能光伏发电和余热利用等多个领域[2]，其中还包括在细胞快速冷冻和超导磁体冷却新领域的应用[3]。国内外学者从各方面对可能影响脉动热管的各种因素进行了大量的模拟及实验研究。影响脉动热管的传热性能一般有几何参数、运行参数、物理参数等[4]。

Charoensawan 等[5]通过实验研究表明，脉动热管热阻会随着匝数的增加而降低。徐金柱等[6]对单环路液氢为工质的脉动热管进行CFD 模拟，研究结果表明，充液率80%的脉动热管热阻随加热功率的增加先减小后稳定，温度振荡的频率是随加热功率的增加先增大后稳定。J.Venkata suresh等[7]对两环路甲醇作为工质的脉动热管进行了CFD 模拟研究，分别对比了60%、70%、80%三种填充率，研究结果表明甲醇充液率为60%时性能最优，热阻随热输入的增加而减小，传热系数增大。H N Reddappa 等[8]对丙酮为工质的脉动热管进行CFD 模拟，研究结果表明，热阻随热量增加而减小，充液率为60%时，热阻降低性能最优。

大量的研究结果表明，计算流体模拟可以对脉动热管的实际工作过程，进行更加完整和精确的模拟和分析。本文建立常规均匀直径脉动热管，通过对不同环路数的脉动热管进行模拟，对液塞流动特性、体积分数、温度及压力变化等进行分析。……