軸向微槽熱管毛細(xì)力表征及傳熱性能分析.pdf

1、微熱管是利用內(nèi)部工質(zhì)相變循環(huán)進(jìn)行熱量傳輸?shù)囊环N高效換熱裝置，因其結(jié)構(gòu)密實(shí)，質(zhì)量輕便，均溫性、啟動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的重視和應(yīng)用。而軸向微槽熱管由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊、加工簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)受到諸多學(xué)者的關(guān)注，熱管微槽的毛細(xì)角區(qū)產(chǎn)生的毛細(xì)壓力為內(nèi)部的工質(zhì)流動(dòng)和相變循環(huán)提供不可或缺的推動(dòng)力，是影響微槽熱管傳熱性能的決定性因素之一。因此，如何增大熱管微槽的毛細(xì)壓力成為提高微槽熱管性能的關(guān)鍵問(wèn)題，其中通過(guò)改變軸向微槽熱管槽道內(nèi)部結(jié)構(gòu)是提升毛細(xì)力

2、的重要手段。
　　本文通過(guò)對(duì)微槽熱管工作原理的深入分析，首先設(shè)計(jì)加工出0.5mm×1.5mm深矩形、0.5 mm×1.0mm淺矩形和0.5 mm×1.0 mm V形三種截面的軸向微槽熱管。然后分別以水和丙酮作為工質(zhì)，采用動(dòng)態(tài)高度法輔以攝像手段測(cè)試以上三種軸向微槽熱管的毛細(xì)壓力，研究了微槽熱管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工質(zhì)種類對(duì)毛細(xì)力的影響;其次對(duì)完成封裝的微槽熱管進(jìn)行傳熱性能測(cè)試，分析了內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工質(zhì)種類、重力、冷卻方式等因素對(duì)微槽熱管傳熱性能的

3、影響;最后探究了表面低溫等離子體改性對(duì)深矩形微槽熱管毛細(xì)力的作用以及對(duì)傳熱性能提升的效果。
　　軸向微槽熱管的毛細(xì)力測(cè)試結(jié)果表明，表面張力更大的水作為工質(zhì)時(shí)微槽產(chǎn)生的毛細(xì)力是丙酮的1.71倍;毛細(xì)壓力隨著當(dāng)量直徑的減小逐步增大;將毛細(xì)力測(cè)試結(jié)果與微槽熱管傳熱結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)不同微槽熱管的角區(qū)面積相同時(shí)，毛細(xì)力大小是微槽熱管傳熱性能優(yōu)劣的關(guān)鍵性因素之一，傳熱能力隨著毛細(xì)力增大而增強(qiáng)。此外，以啟動(dòng)性能、軸向溫差、極限熱流密度與當(dāng)量

4、導(dǎo)熱系數(shù)為評(píng)價(jià)參數(shù)通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析了三種不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向微槽熱管的傳熱性能，試驗(yàn)結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的幾種微槽熱管均能在70s內(nèi)快速啟動(dòng)并穩(wěn)定工作，啟動(dòng)性能良好;水作為工質(zhì)時(shí)熱管傳熱性能是丙酮的1.35倍，證實(shí)了采用傳輸因數(shù)N作為工質(zhì)選擇標(biāo)準(zhǔn)的正確性;重力與冷凝液回流方向一致時(shí)，管內(nèi)循環(huán)換熱速度加快，微槽熱管的傳熱性能提高;三種不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)微槽熱管的傳熱性能排序?yàn)榫匦紊畈郏揪匦螠\槽＞V形槽，V形微槽熱管的毛細(xì)力雖大，但由于其角區(qū)面積只有