多溫區下磁流體自激振盪熱管工作特性的實驗研究

《多溫區下磁流體自激振盪熱管工作特性的實驗研究》是依託中國科學院電工研究所，由李毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多溫區下磁流體自激振盪熱管工作特性的實驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李毅
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

本項目研究以磁流體為工質的自激振盪熱管在不同溫區的工作特性。研究添加磁性材料與不添加情況下室溫自激振盪熱管的最佳工作點、臨界工作點與加熱功率、冷端溫度、填充率及熱管彎匝數等參量的關係。製造高質量磁場發生裝置，研究在高均勻度勻場和梯度場下磁流體在自激振盪熱管中的流動特性，以及對熱管傳熱效率的影響。探究磁性材料加入低溫自激振盪熱管的可行性和有效性，用可視化方法研究磁性材料填入低溫自激振盪熱管中工質的流動特性及其對熱管傳熱性能的影響。

結題摘要

自激振盪熱管結構簡單、成本低廉，並且由於可以採用柔性的毛細管制作，能夠方便地實現冷源和冷卻目標的熱連線，在傳熱領域有著廣闊的套用前景。本項目建造了產生高均勻度勻場及梯度場的磁體系統，搭建了自激低溫振盪熱管實驗系統，分別以氖和氮作為工質，研究了自激低溫振盪兩種溫區下在不同充液率和冷凝段溫度運行時蒸發段溫度和壓力的變化的規律，分析了低溫自激振盪熱管工質的運行模式，計算了低溫自激振盪熱管的有效熱導率，建立了預測低溫自激振盪熱管運行性能的半經驗實驗關聯式。結果表明，低溫自激振盪熱管在高充液率下，管內的流型主要是塞狀振盪流，在低充液率下，管內的流型隨著加熱功率的增加依次經歷塞狀振盪流、塞狀循環流和環狀循環流。氖工質和氮工質低溫自激振盪熱管的最佳充液率範圍分別為28.9%~43.1%和33.3%~51.8%。提高冷凝段溫度能夠提高系統的穩定性和有效熱導率，在實際工程套用中可以通過適當提高冷源溫度強化低溫自激振盪熱管的傳熱性能。低溫自激振盪熱管運行期間具有比純銅更高的熱導率，並且氖工質自激低溫振盪熱管比氮工質自激低溫振盪熱管在相同溫差下具有更高的傳熱性能。