一种多孔稳流装置管径变化的热管设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种热管的设计方法，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；所述上升管内设置稳流装置，所述设计方法如下：距离上升管入口的高度为H，稳流装置的贯通孔直径为D，D＝F3(H)，满足如下要求：D’

【技术实现步骤摘要】
一种多孔稳流装置管径变化的热管设计方法
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稳流装置，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；所述上升管内设置稳流装置，同一根上升管内设置多个稳流装置，沿着上升管的高度方向，所述稳流装置的长度不断增加。作为优选，沿着上升管的高度方向，所述稳流装置的长度不断增加的幅度越来越大。作为优选，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与上升管内壁连接固定，所述芯体是沿着外壳长度方向延伸的一体化结构件，所述结构件上设置有若干数量的贯通孔。作为优选，所述贯通孔是圆形，相邻的贯通孔圆心之间的距离L1>2R，其中R是贯通孔半径。作为优选，相邻贯通孔之间设置小孔，通过小孔实现贯通孔之间的连通。作为优选，上升管内设置多个稳流装置，距离上升管入口的高度为H，相邻稳流装置之间的距离为S，S＝F1(H)，满足如下要求：S’<0,S”>0。作为优选，上升管内设置多个稳流装置，距离上升管入口的高度为H，稳流装置的长度为C，C＝F2(H)，满足如下要求：C’>0,C”>0。作为优选，上升管内设置多个稳流装置，距离上升管入口的高度为H，稳流装置的贯通孔直径为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，所述稳流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稳流装置。作为优选，相邻稳流装置之间的距离为S，稳流装置的长度为C，换热管的外径为W，贯通孔的直的半径为R，相邻的贯通孔圆心之间的距离L1，满足如下要求：S/C＝a-b*LN(W/(2*R))；L1/(2*R)＝c*(W/(2*R))-d*(W/(2*R))2-e其中LN是对数函数，a,b，c，d，e是参数，其中3.0<a<3.5,0.5<b<0.6；2.9<c<3.1,0.33<d<0.37,4.8<e<5.3；其中稳流装置的间距是以相邻稳流装置相对的两端之间的距离；34<W<58mm；4<R<6mm；17<C<25mm；32<S<40mm；1.05<L1/(2*R)<1.25。作为优选，a＝3.20，b＝0.54，c＝3.03,d＝0.35,e＝5.12。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术通过稳流装置的长度变化，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稳流装置，相对于通过稳流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。相对于多管式稳流装置，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多孔式稳流装置，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稳流装置之间的距离、稳流装置的长度、贯通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)本专利技术通过对多孔式稳流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本专利技术稳流装置横截面结构示意图；图3是本专利技术稳流装置在上升管内布置示意图；图4是是本专利技术稳流装置在上升管内布置的另一个示意图。图5是是本专利技术稳流装置在上升管内布置横截面示意图。图6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、稳流装置，41外壳，42孔洞，43结构件，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和冷凝集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管的设计方法，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；所述上升管内设置稳流装置，所述设计方法如下：距离上升管入口的高度为H，稳流装置的贯通孔直径为D，D＝F3(H)，满足如下要求：D’

【技术特征摘要】
1.一种热管的设计方法，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；所述上升管内设置稳流装置，所述设计方法如下：距离上升管入口的高度为H，稳流装置的贯通孔直径为D，D＝F3(H)，满足如下要求：D’<0，D’是D的一次导数。2.如权利要求1所述的设计方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：青岛中正周和科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37