振盪流熱管

振盪流熱管

振盪流熱管也稱脈動熱管,是國際上近二十年發展起來的一種新型高效熱管。日本學者Akachi在其年的專利中,首次羅列了種不同形式的迴路熱管。它們在結構上均為封閉迴路,且至少有一個流向控制閥,保證流體在迴路中沿單向流動。

基本介紹

  • 中文名:振盪流熱管
  • 外文名:oscillating heat pipe
  • 發明時間:1990年
  • 優點:結構簡單、易於實現微型化
  • 發明人:Akachi
  • 學科:熱力工程
熱管結構原理,傳熱影響因素,優點,

熱管結構原理

振盪流熱管的工作原理以及一般結構如下圖所示,振盪流熱管由毛細管彎曲而成,分為蒸發加熱段、絕熱段和冷凝段。在蒸發加熱段吸收熱量,經由絕熱段將熱量傳遞給冷凝段。振盪流熱管先抽真空,再充入傳熱工質如蒸餾水、乙醇、丙酮等,最後密封製成。由於管內真空度很高,使得工質汽化的溫度很低,汽化速度也快。在充液時,由於毛細力、管壁摩擦力等影響,在管內形成了汽柱和液柱相間的狀態。在加熱時,由於蒸發加熱段吸收熱量使得管內汽柱膨脹,同時還有新的汽泡在生成,汽泡的膨脹推動管內汽柱和液柱的流動。
當汽柱和液柱經過冷凝段時,熱量被釋放,汽柱收縮。這樣,由於加熱段和冷凝段的溫差,促使了汽泡在蒸發加熱段的膨脹和冷凝端的收縮,在冷、熱端形成的壓差促使工質在管內的往復循環流動,達到了傳熱的目的。
由於真空度高,管內汽化速度快,膨脹受阻很小,工質往復循環流動速度也就很快,這些就使得振盪流熱管的傳熱性能很高。
振盪流熱管

傳熱影響因素

影響振盪流熱管傳熱性能的因素有很多,大體可分為外部因素和內部因素,外部因素可包括振盪流熱管的加熱和冷凝段長度,加熱和冷凝端溫差,加熱位置,傾斜角度等內部因素可包括充液率,運行工質特性,管內真空度,不凝性氣體體積等。
以上影響因素還可以總結為結構參數和運行參數的影響,其中運行參數包括:振盪流熱管的加熱和冷凝段長度,加熱和冷凝端溫差,加熱位置,傾斜角度,充液率,運行工質特性,管內真空度,不凝性氣體體積等。
結構參數包括:振盪流熱管是開路型還是迴路型熱管,熱管的總長度,熱管的管材,管道內徑、截面形狀,是否有單向閥,熱管冷、熱管彎數等。
這么多的因素對振盪流熱管傳熱性能的影響並不是單一的、孤立的,而是複合多樣的,需要綜合考慮的。振盪流熱管傳熱性能的好壞是這些因素綜合在一起的結果。

優點

振盪流熱管一般是由金屬銅、鋁、不鏽鋼等毛細管彎曲成蛇形結構,劃分為蒸發加熱段、絕熱段和冷凝段三部分,三部分可靈活變化位置。這種新型熱管比傳統帶毛細芯的熱管還有下列突出優點:
(1)管徑和體積都很小,易於實現微型化。
(2)結構簡單,不需要毛細芯,有利於降低成本。
(3)運行可靠,液體回流自適應性強,不容易燒乾。

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