热管内烧结式多孔铜吸液芯的渗透率及毛细力的测量

刘雅聪，朱 乐，刘翔宇，刘荣伟，孙杨锋，李万东，侯和龙

(承德石油高等专科学校 工业技术中心，河北 承德 067000)

热管是一种自发的传热装置，首先发展于航天方面，现在已经逐渐由航天业转移到能源、化工、空调制冷等行业，应用十分广泛[1]。它是利用了液体的相变原理，蒸发吸热、液化放热，将热量从一侧传至另外一侧，达到热量传递的目的[2]。烧结式多孔铜由于制作简单、具有优异的毛细力和渗透率等传热性能被广泛应用于热管内部吸液芯的制作[3]。吸液芯多孔铜负责液体回流过程，毛细力提供了液体回流所需要的驱动力，渗透率决定了液体回流效率，因此多孔铜的毛细力和渗透率性能决定了热管在整个传热工作中的效率[4]。烧结式多孔铜的毛细力和渗透率对于表征热管吸液芯性能起着至关重要的作用，对于研究和改善热管传热性能提供重要依据[5]。Lago通过达西定律，在Washburn模型基础上进行改进，得到了多孔介质中毛细上升高度与时间关系的表达式[6]。杜红普在此基础上通过观测玻璃管中洗砂的毛细上升现象，利用改进Washburn方程拟合出毛细平衡高度和渗流速度，从而测定多孔介质渗透率[7]。本文利用烧结式多孔铜具有的毛细力原理及液体下降的方法设计了毛细力的测量装置；设计了渗透率的测量装置，通过达西公式拟合出渗透率值，简化测量过程。

1 试样准备

1.1 试验样品的制备

首先用目筛将铜粉分成不同的尺寸(120～150 μm、96～120 μm、75～96 μm、48～75 μm、38～48 μm)。将铜管切割成同样尺寸大小(内径6.8 mm、外径8 mm、高度为5 mm)，用松装填粉的方式将铜粉分别装入铜管内部。……