水力直径变化的环形分隔装置环路热管制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种热管，包括蒸发集管、冷凝集管、上升管和回流管，所述上升管与蒸发集管和冷凝集管相连通，所述蒸发集管位于下部，所述冷凝集管位于上部，所述流体在蒸发集管内吸热蒸发，经过上升管进入冷凝集管，在冷凝集管内进行换热后冷凝，冷凝的流体通过回流管回到蒸发集管；所述上升管内设置分隔装置，同一根上升管内设置多个分隔装置，从上升管的入口到上升管的出口，不同分隔装置内的环孔的水力直径越来越小。本发明专利技术通过分隔装置的环孔水力直径的变化，在上升管内存在汽液两相流动时，强化传热，同时减弱上升管的振动，降低噪声水平。

Annular separator with variable hydraulic diameter; loop heat pipe

The invention provides a heat pipe, including evaporation tube, cold agglutination tube, set up pipe and return pipe, pipe communicated with the evaporation tube and set cold agglutination the rise, the evaporation pipe located in the lower part, the cold agglutination tube is positioned on the upper part, the fluid in the evaporation tube heat set evaporation, after entering the cold agglutination tube rising tube, in the condensation heat collecting pipe after condensation, condensation of fluid back to the evaporation pipe through the return pipe; the ascending pipe arranged in the separation device, with a rising pipe is provided with a plurality of separating device, from the entrance to the riser riser outlet the hydraulic diameter, and different ring hole separation device in the smaller. By changing the hydraulic diameter of the ring hole of the separating device, the utility model can strengthen the heat transfer when the vapor and liquid two phase flow in the riser pipe is increased, and the vibration of the rising pipe is weakened, and the noise level is lowered.

【技术实现步骤摘要】
水力直径变化的环形分隔装置环路热管
本专利技术属于热管领域，尤其涉及一种换热热管。
技术介绍
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)国家实验室的乔治格罗佛(GeorgeGrover)专利技术的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括核电领域，例如核电的余热利用等。一方面，热管在蒸发过程中，不可避免的会携带液体到上升管内，同时因为冷凝端的放热冷凝，从而使得冷凝端中存在液体，液体也不可避免的进入上升管，从而使得上升管内的流体是汽液混合物，同时热管在运行过程中会因为老化产生的不凝气体，不凝气体一般上升到热管上部的冷凝端，不凝气体的存在导致热管冷凝端内的压力增加，压力使得液体向上升管内流动。大大的影响了换热的效率。另一方面，从上升管出口到冷凝集管这一段，因为这一段的空间突然变大，空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集，因此空间变化会导致聚集的汽相(汽团)从上升管位置进入冷凝集管，由于气(汽)液密度差，气团离开接管位置将迅速向上运动，而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面，形成撞击现象。气(汽)液相越不连续，气团聚集越大，撞击能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击，对设备造成破坏。本专利技术人在前面申请中也设计了一种多管式分隔装置，参见图6所示。但是此种装置在运行中发现，因为管子之间是紧密结合在一起，因此三根管子之间形成的空间A相对较小，因为空间A是三根管子的凸弧形成，因此空间A的大部分区域狭窄，会造成流体难于进入通过，造成流体短路，从而影响了流体的换热，无法起到很好的稳流作用。同时因为上述结构的多根管子组合在一起，制造困难。针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的热管，从而解决热管换热的情况下的换热系数低及其换热不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的热管，从而解决前面出现的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种热管，包括蒸发集管、冷凝集管、上升管和回流管，所述上升管与蒸发集管和冷凝集管相连通，所述蒸发集管位于下部，所述冷凝集管位于上部，所述流体在蒸发集管内吸热蒸发，经过上升管进入冷凝集管，在冷凝集管内进行换热后冷凝，冷凝的流体通过回流管回到蒸发集管；所述上升管内设置分隔装置，同一根上升管内设置多个分隔装置，沿着上升管的高度方向，相邻分隔装置之间的间距不断减小。作为优选，沿着上升管的高度方向，相邻分隔装置之间的间距不断减小的幅度越来越大。作为优选，所述上升管内设置分隔装置，所述分隔装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体包括多个同心管和肋片，所述肋片连接相邻的同心管。作为优选，所述同心管和肋片上设置连通孔。作为优选，所述肋片的延长线穿过同心管的圆心。作为优选，上升管内设置多个分隔装置，距离上升管入口的高度为H，相邻分隔装置之间的距离为S，S＝F1(H)，满足如下要求：S’<0,S”>0。作为优选，上升管内设置多个分隔装置，距离上升管入口的高度为H，分隔装置的长度为C，C＝F2(H)，满足如下要求：C’>0,C”>0。作为优选，上升管内设置多个分隔装置，距离上升管入口的高度为H，分隔装置的环孔直径为D，D＝F3(H)，满足如下要求：D’<0,D”>0。作为优选，所述上升管内壁设置凹槽，所述分隔装置的外壳设置在凹槽内，所述外壳的内壁与上升管的内壁对齐。作为优选，上升管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置分隔装置。作为优选，相邻分隔装置之间的距离为S，分隔装置的长度为C，换热管的外径为W，相邻同心管的半径分别为R2和R1，其中R2>R1，相邻的肋片之间的圆弧的弧度为h，满足如下要求：S/C＝a-b*LN(W/E)；E＝((h*R22-h*R12)/2)1/2；其中LN是对数函数，a,b是参数，其中4.9<a<6.1,1.3<b<2.1；其中分隔装置的间距是以相邻分隔装置相对的两端之间的距离；34<W<58mm；19<C<27mm；50<S<70mm。作为优选，a＝5.42，b＝1.72。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术通过分隔装置的环孔的水力直径的变化，在上升管内存在汽液两相流动时，强化传热，同时减弱上升管的振动，降低噪声水平。2)本专利技术提供了一种新式结构的分隔装置，相对于通过分隔装置将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，提高换热效果。相对于多管式分隔装置，进一步提高稳流效果，强化传热，而且制造简单。3)本专利技术通过设置环形分隔装置，相当于在上升管内增加了内面积，强化了换热，提高了换热效果。4)本专利技术因为将汽液两相在上升管的整个横截面位置上进行了分割，避免了仅仅上升管内壁面进行分割，从而在整个上升管截面上实现扩大汽液界面以及汽相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动，降低了噪音和震动，强化了传热。5)本专利技术通过在上升管高度方向上设置相邻分隔装置之间的距离、分隔装置的长度、环孔的外径等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6)本专利技术通过对环形分隔装置各个参数的变化导致的换热规律进行了广泛的研究，在满足流动阻力情况下，实现减振降噪的效果的最佳关系式。附图说明图1是本专利技术的热管结构示意图；图2是本专利技术分隔装置横截面结构示意图；图3是本专利技术分隔装置在上升管内布置示意图；图4是本专利技术分隔装置在上升管内布置的另一个示意图；图5是本专利技术分隔装置在上升管内布置横截面示意图；图6是本专利技术分隔装置在上升管内布置弧度尺寸示意图；图7是
技术介绍
中的两相流管壳式换热器的结构示意图。图中：1、蒸发集管，2、冷凝集管，3、上升管，4、分隔装置，41分隔装置外壳，42环孔，43肋片，44同心管，5、回流管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。如图1所示的一种热管，包括蒸发集管1、冷凝集管2、上升管3和回流管5，所述上升管3与蒸发集管1和冷凝集管2相连通，所述蒸发集管1位于下部，所述冷凝集管2位于上部，所述流体在蒸发集管1内吸热蒸发，经过上升管3进入冷凝集管2，在冷凝集管2内进行换热后冷凝，冷凝的流体通过回流管5回到蒸发集管1。如图4-5所示，在上升管3内设置环形分隔装置4。所述环形分隔装置4的结构见图3。如图3所示，所述分隔装置4包括芯体和外壳41，所述芯体设置在外壳41中，所述外壳与上升管内壁连接固定，所述芯体包括多个同心管44和肋片43，所述肋片43连接相邻的同心管44。相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热管，包括蒸发集管、冷凝集管、上升管和回流管，所述上升管与蒸发集管和冷凝集管相连通，所述蒸发集管位于下部，所述冷凝集管位于上部，所述流体在蒸发集管内吸热蒸发，经过上升管进入冷凝集管，在冷凝集管内进行换热后冷凝，冷凝的流体通过回流管回到蒸发集管；其特征在于，所述上升管内设置分隔装置，同一根上升管内设置多个分隔装置，从上升管的入口到上升管的出口，不同分隔装置内的环孔的水力直径越来越小。

【技术特征摘要】
1.一种热管，包括蒸发集管、冷凝集管、上升管和回流管，所述上升管与蒸发集管和冷凝集管相连通，所述蒸发集管位于下部，所述冷凝集管位于上部，所述流体在蒸发集管内吸热蒸发，经过上升管进入冷凝集管，在冷凝集管内进行换热后冷凝，冷凝的流体通过回流管回到蒸发集管；其特征在于，所述上升管内设置分隔装置，同一根上升管内设置多个分隔装置，从上升管的入口到上升管的出口，不同分隔装置内的环孔的水力直径越来越小。2.如权利要求1所述的热管，其特征在于，从上升管的入口到上升管的出口，分隔装置的环孔水力直径越来越小的幅度不断增加。3.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述分隔装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体包括多个同心管和肋片，所述肋片连接相邻的同心管；相邻的肋片及其肋片连接的同心管之间限定形成环孔。4.如权利要求3所述的热管，其特征在于，所述同心管和肋片上设置连通孔。5.如权利要求3所述的热管，其特征在于，所述肋片的延...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，高军，宁淑荣，孙蛟，张斌，曲芳仪，陈子昂，年显勃，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37