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仿蜂巢微通道分离式热管传热性能

化学工程 2024年第1期52卷 48-53页

作者：李星佑黄坤荣邢佳慧向立平段宁康南华大学机械工程学院湖南衡阳421001 南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

仿蜂巢微通道应用于分离式热管蒸发段,基于多相流VOF(流体体积)法并通过数值模拟来探究仿蜂巢微通道分离式热管的流动和热特性。模型计算验证了实验可行性达到标准,并针对不同充液率和加热功率对仿蜂巢微通道分离式热管传热性能的影响... 详细信息

仿蜂巢微通道应用于分离式热管蒸发段,基于多相流VOF(流体体积)法并通过数值模拟来探究仿蜂巢微通道分离式热管的流动和热特性。模型计算验证了实验可行性达到标准,并针对不同充液率和加热功率对仿蜂巢微通道分离式热管传热性能的影响进行了仿真研究。结果表明:充液率为80%的条件下其热阻达到最小值,传热性能最优。并且在同一充液率下随着加热功率的增大,仿蜂巢微通道分离式热管的启动温度升高,蒸发段到达速度峰值时间越短且整体热阻也减小。最后从蒸发段平均温度、启动时间和热阻三方面分析得出仿蜂巢微通道分离式热管传热性能优于平行微通道分离式热管。

关键词：分离式热管仿蜂巢微通道数值模拟传热性能

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分离式热管应用于数据中心冷却的研究综述

山东化工 2024年第5期53卷 89-92页

作者：田明睿吴一帆陈奕铭王晓坡西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

综述了分离式热管应用于数据中心冷却方面的研究。介绍了目前数据中心冷却技术的发展,论述了利用自然冷源冷却的分离式热管技术是当下数据中心冷却系统节能的一大重要方向,并从机房级热管系统、机柜级热管系统和芯片级热管系统三方面综... 详细信息

综述了分离式热管应用于数据中心冷却方面的研究。介绍了目前数据中心冷却技术的发展,论述了利用自然冷源冷却的分离式热管技术是当下数据中心冷却系统节能的一大重要方向,并从机房级热管系统、机柜级热管系统和芯片级热管系统三方面综合论述了国内外对于分离式热管应用于数据中心冷却技术的研究成果。最后,从工质和余热回收角度对分离式热管数据中心冷却技术做出了展望,可以从化工技术的角度探索性能更加优异的传热和余热储能工质。

关键词：分离式热管数据中心冷却系统节能

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分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用研究

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煤炭工程 2023年第1期55卷 12-17页

作者：吕向阳赵旭翟宇张树丰吕高磊北京中矿赛力贝特节能科技有限公司北京100083 晋能控股煤业集团赵庄煤业有限责任公司山西长治046600

为解决目前分体式热管规模较小,输送距离短,在煤矿余热回收中应用受限的问题,以赵庄煤矿苏南风井井口供暖项目为工程案例,介绍了分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用。首先在通过对井口供暖热负荷和矿井回风余热的供热能力进行匹... 详细信息

为解决目前分体式热管规模较小,输送距离短,在煤矿余热回收中应用受限的问题,以赵庄煤矿苏南风井井口供暖项目为工程案例,介绍了分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用。首先在通过对井口供暖热负荷和矿井回风余热的供热能力进行匹配分析的基础上,对分离式热管换热系统蒸发器和冷凝器的换热面积、上升和下降管路循环高差、蒸发器和冷凝器的风阻等进行了设计计算;然后基于供暖季运行的数据,分析了典型工况下两器在换热前后的温度变化情况。工程实践表明:分离式热管换热技术应用于煤矿井口供暖系统是可行的。

关键词：分离式热管矿井回风蒸发器冷凝器循环高差

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分离式热管设计及换热特性实验研究

分离式热管设计及换热特性实验研究

作者：李鹏飞辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

核电作为新型能源已成为主要发展趋势,在核电的发展与应用中,必须依靠冷却系统确保核电中乏燃料安全壳的安全性,非能动热管冷却系统是最优选择。非能动热管冷却系统依靠自身驱动力进行循环工作的优点,能够确保乏燃料泄漏时保证安全壳的... 详细信息

核电作为新型能源已成为主要发展趋势,在核电的发展与应用中,必须依靠冷却系统确保核电中乏燃料安全壳的安全性,非能动热管冷却系统是最优选择。非能动热管冷却系统依靠自身驱动力进行循环工作的优点,能够确保乏燃料泄漏时保证安全壳的安全性以及对实现安全壳长期非能动冷却具有重要意义。本文以此为背景,对非能动冷却系统中的分离式热管及工质进行研究,从强化热管换热角度出发,结合纳米流体技术,通过实验探究分离式热管换热性能,为分离式热管应用于核电非能动热管冷却技术奠定基础。本文对分离式热管的运行原理、设计方法及热管内部压降计算模型和最小充液量计算模型进行了阐述与总结,同时对纳米流体强化换热的机理进行总结。通过常规设计法和均相流模型对分离式热管进行设计并搭建分离式热管试验台,通过两步法制备纳米流体工质。最后对纳米流体分离式热管展开实验研究。本论文的主要研究内容与结论如下:(1)本文首先对分离式热管工作原理以及分离式热管自身特点进行阐述,其次对分离式热管的国内外研究现状以及不同工质热管的研究现状进行总结。最终将纳米流体与分离式热管相结合,以强化分离式热管换热性能,并在此基础上开展研究,分析不同工况下分离式热管换热特性规律。(2)依据热管设计方法,采用常规设计方法对分离式热管进行设计,并采用均相流模型计算热管驱动力,以确定分离式热管最小高度差。最终设计结果为热管外径19mm,壁厚1mm,最小高度差为750mm的分离式热管。(3)对分离式热管实验台架系统进行系统结构设计并实现,最终完成实验台架搭建。在此基础上进行调试,对系统进行真空压力测试得到系统真空度泄漏率为6.9×10Pa·m·s;在加热功率1.5k W,充液率为70%,冷水机组温度为20℃条件下对分离式热管台架系统进行试运行,结果证明系统可稳定运行。(4)以水为分离式热管工质,在恒定加热功率3k W,冷水机组水温20℃,加热水箱工作温区40℃～50℃,搅拌器转速120r/min实验条件下对不同充液率热管进行实验。结果表明,分离式热管最佳充液率为25%,此时热管换热功率最高为2.032k W,热管热阻达到最小。在最佳充液率下,进行不同冷水机组水温实验,通过观察加热水箱温升曲线可知随着冷却水温度升高,加热水箱温升达到目标温度时间缩短,热管换热性能降低,且影响明显。(5)采用TiO-水纳米流体工质进行预实验,利用两步法制备纳米粒子30nm、浓度为1%的纳米流体,在无添加剂情况下通过目视沉降法测定纳米流体稳定性为10小时。在充液率为25%条件下对水工质和纳米流体工质进行对比实验,结果发现Ti O-水纳米流体热管加热水箱温升时间要比水工质热管高出0.6小时,证明Ti O-水纳米流体工质热管换热性能优于水工质热管。该论文有图45幅,表14个,参考文献61篇。

关键词：分离式热管热管台架系统纳米流体换热特性

分离式热管换热器与分离式柔性热管传热特性实验研究

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分离式热管换热器与分离式柔性热管传热特性实验研究

作者：周泽东辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

核能作为一种清洁能源在当今受到广泛关注,在核能的发展过程中,保障核电站的安全性重中之重,其中非能动分离式热管系统以其能长期保持稳定运行且无源驱动等特性,成为最优选择。另外,为了提高分离式热管应用于核电领域的传热性能,本文将... 详细信息

核能作为一种清洁能源在当今受到广泛关注,在核能的发展过程中,保障核电站的安全性重中之重,其中非能动分离式热管系统以其能长期保持稳定运行且无源驱动等特性,成为最优选择。另外,为了提高分离式热管应用于核电领域的传热性能,本文将以此为背景,针对非能动分离式热管系统中的不同类型换热器及不同工质进行研究,并在刚性换热器的基础上提出了一种可变形状的柔性换热器并探索了柔性热管的应用潜力,从强化换热角度出发,以实验作为本文的研究手段,为分离式热管应用于核电非能动热管冷却技术奠定基础。本文对分离式热管的运行原理、内部流动状态、传热计算模型及其热管设计方法进行了研究。通过实验得到了热管启动与未启动的实验现象,对热管的启动特征进行了分区和描述,总结出热管启动条件。设计并搭建分离式热管实验台,通过对实验系统的调试与分析,验证了其实验能力。以刚性换热器的不同结构类型及不同工质的物性差异为基础,从换热功率、热管热阻和驱动压差等角度对刚性换热器进行对比研究。得到在相同实验条件与充液率区间下,不同换热器在启动性与换热能力方面均有明显差异。在启动性方面,螺旋型不锈钢换热器在水为工质下更优,25%充液率即可启动。在换热能力方面,倾斜型、双排型、钛合金换热器与纯乙醇工质换热器在换热能力上更优,均具有最大的换热功率与最小的热阻。以柔性换热器的可变形特性为基础,对柔性热管不同形状进行实验研究。实验研究了柔性换热器在螺旋型结构下的螺旋半径与螺旋螺距及流线型结构的换热特性,其结果表明:柔性热管的启动性至关重要,在70%最优充液率与50%未启动充液率下的换热功率比值可达1.76倍。此外,通过分析柔性热管不同形状可以得出,螺旋型结构的螺旋半径越小,螺旋螺距越大,换热性能越好,且螺旋型的换热性能优于流线型。最后将柔性热管螺旋型与刚性热管螺旋型进行对比,得到柔性热管的最大换热能力要稍强于刚性热管换热器,柔性热管具有一定的应用潜力。本论文有图50幅,表18个,参考文献64篇。

关键词：分离式热管启动特征刚性热管换热器柔性热管换热器换热特性

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分离式热管换热器传热特性的实验研究

工程热物理学报 2012年第7期33卷 1190-1192页

作者：唐志伟师明星韩雅芳王百林北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124

本文在自行设计分离式热管实验装置的基础上,对其传热特性进行了实验研究。其工作温度为170～250℃,热流密度为25～50 kW/m^2。蒸发段和冷凝段构成相同,均是由7根直径30 mm的无缝钢管短管束组成,管长为160 mm,带有紧套的钢帛环形肋片结... 详细信息

本文在自行设计分离式热管实验装置的基础上,对其传热特性进行了实验研究。其工作温度为170～250℃,热流密度为25～50 kW/m^2。蒸发段和冷凝段构成相同,均是由7根直径30 mm的无缝钢管短管束组成,管长为160 mm,带有紧套的钢帛环形肋片结构尺寸为:外径45 mm、厚1 mm、片间距4 mm。实验结果表明,在本实验条件下,分离式热管的最佳充液率按管束总容量计为18%～38%。根据实验结果拟合了最佳充液率(24%)下蒸发段内部平均沸腾换热系数和冷凝段内部凝结换热努塞尔数综合关系式。

关键词：分离式热管传热特性充液率

分离式热管蒸发段工质流动不稳定性的试验研究

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核动力工程 2006年第2期27卷 45-49页

作者：朱玉琴毕勤成曹子栋陈听宽王为术邓之安西安交通大学动力工程多相流国家重点试验室

在试验台架上进行了可视化试验和模型试验,对分离式热管蒸发段工质流动的规律和工质流动的不稳定性进行了试验研究。可视化试验结果表明,对于小倾角布置的蒸发段,随着热流密度的增加,流型依次是泡状流、弹状流、波动泡沫状流;分离式热... 详细信息

在试验台架上进行了可视化试验和模型试验,对分离式热管蒸发段工质流动的规律和工质流动的不稳定性进行了试验研究。可视化试验结果表明,对于小倾角布置的蒸发段,随着热流密度的增加,流型依次是泡状流、弹状流、波动泡沫状流;分离式热管蒸发段工质流动出现了流型转化型和密度波型两种不稳定性流动。通过模型试验确定了压力、质量流速、入口过冷度、热流密度、出口节流阻力等因素对不稳定性的影响,得出了流型转化型和密度波型不稳定性的界限。利用一维均相模型给出了计算不稳定性起始条件的无因次方程。

关键词：工质流动不稳定性分离式热管蒸发段

分离式热管换热器的工作原理及其在电厂余热回收中的应用

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热能动力工程 2001年第4期16卷 375-376,379页

作者：刘效洲惠世恩徐通模史洪启西安交通大学锅炉研究所陕西西安710049 双辽发电厂吉林双辽136400

介绍了分离式热管换热器的工作原理及分离式热管低压经济器在 2 0 0MW电厂 6 70t/h锅炉上的应用。通过与普通低压经济器的比较 ,展示说明分离式热管低压经济器在余热回收方面具有巨大的优越性。

关键词：分离式热管工作原理低压经济器换热器经济效益发电厂余热回收废热回收

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分离式热管蒸发段传热特性试验研究

西安交通大学学报 2000年第9期34卷 33-37页

作者：王建伟曹子栋郑蒲燕朱长新西安交通大学西安710049

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,... 详细信息

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,水平及小倾角热管的换热系数较小 .特别是当热流密度大于 2 0kW /m2 时 ,蒸发管上下管壁温差增大 ,沿管长方向上管壁温度的波动较大 ,使上壁的换热系数降低 ,局部烧干热负荷过早出现 ,使热管的工作范围减小 .此外 ,还得出了水平蒸发管平均换热系数的无量纲准则关系式 .

关键词：分离式热管试验蒸发段传热特性大比例尺模型