一种杆翅式环路热管制造技术

本发明专利技术提供了一种杆翅式环路热管，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，所述稳流装置包括沿着上升管的中心轴向设置芯柱以及沿着芯柱向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向下延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝下。本发明专利技术提供一种新式结构的稳流装置的环路热管，通过设置径向杆以及向下的尖部翅片，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。

A Rod-Fin Loop Heat Pipe

The invention provides a rod-fin loop heat pipe, which comprises an evaporating collector, a condensing condenser, an ascending tube and a reflux tube. The ascending tube is connected with an evaporating collector tube and a condensing condenser tube. The evaporating collector tube is located at the lower part, and the condensing tube is located at the upper part. The fluid absorbs heat and evaporates in the evaporating collector tube, enters the condensing tube through the ascending tube, and then condenses in the condensing tube after heat transfer. Condensation, condensated fluid returns to the evaporative header through a reflux tube; the riser tube is provided with a flow stabilizing device, which comprises a core column along the central axis of the riser tube and a plurality of radial rods extending radially along the core column. A plurality of fins extending downward from the radial rod are arranged on the radial rod, and the fins have a tip, and the tip is downward. The invention provides a loop heat pipe with a new structure of a flow stabilizing device. By setting a radial rod and a downward tip fin, when there is a two-phase flow of vapor and liquid in the riser, the heat transfer is strengthened, while the vibration of the riser is weakened and the noise level is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种杆翅式环路热管
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。本申请人在前面的曾经申请过改进上述问题的热管，例如多管式等结构，虽然上述结构在解决上述问题起到了很好地效果，还需要进一步改进。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：一种杆翅式环路热管，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，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，所述芯体包括从芯体中心向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向下延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝下。作为优选，所述芯体包括设置在芯体中心的芯柱，所述径向杆一端固定在芯柱内。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，所述的三角形翅片是等腰三角形翅片，所述等腰三角形的底边位于径向杆上。作为优选，等腰三角形的顶角的大小为A，等腰三角形的底边的长度为Y，相邻等腰三角形之间的距离为J，则满足如下要求：Y/J＝d-a*sin(A)3-b*sin(A)2-c*tan(A)；其中sin是三角函数，a,b,c,d是参数；0.360<a<0.365,0.495<b<0.496,0.084<c<0.085，0.411<d<0.412，4<A<33°，0.18<Y/J<0.42。作为优选，a＝0.363，b＝0.4956，c＝0.0846，d＝0.4114。作为优选，径向杆为5-10根，所述径向杆之间的夹角都相等。作为优选，径向杆为8根。作为优选，等腰三角形的底边的长度为上升管内径的0.02-0.03倍。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术在上升管内设置杆翅式稳流装置，通过杆翅式稳流装置将两相流体分离成液相和汽相，将液相分割成小液团，将汽相分割成小气泡，促使汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，提高换热效果。2)本专利技术通过设置杆翅式稳流装置，相当于在上升管内增加了内翅片，强化了换热，提高了换热效果。3)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。4)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、翅片尺寸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。5)本专利技术通过在径向方向上设置相邻翅片尺寸、间距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)本专利技术通过对杆翅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，实现减振降噪和强化传热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是上升管内截面结构示意图；图3是图2的A-A截面结构示意图；图4是是本专利技术稳流装置优选的等腰三角形实施例示意图；图5是本专利技术稳流装置尺寸参数示意图。图中：1、蒸发集管，2、冷凝集管，3、上升管，41芯柱，42径向杆，43翅片，44外壳，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；所述上升管3内设置稳流装置，所述稳流装置如图2-4所示，所述稳流装置包括芯体和外壳44，所述芯体设置在外壳44中，所述外壳44与上升管内壁连接固定，所述芯体包括从芯体中心向径向延伸的多根径向杆42，所述径向杆42上设置多根从径向杆42向下延伸的翅片43，所述翅片43具有尖部，所述尖部朝下。本专利技术在上升管3内设置杆翅式稳流装置，与前面的申请相比，主要是通过杆翅式稳流装置的尖部，将两相流体中的上升的液相和汽相进行分离，将上升中的液相分割成小液团，从而促进液相快速吸热进一步变为汽相，同时将上升的汽相分割成小气泡，避免液相和汽相的完全分开，促使上升中液相汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，同时还具有强化传热效果。通过实验发现，与前面的申请相比，此结构能够提高15％以上的减振降噪的效果，同时能够提高10％以上的传热效果。本专利技术通过设置杆翅式稳流装置，相当于在上升管3内增加了内翅片，强化了换热，提高了换热效果。本专利技术因为将汽液两相在上升管3的所有横截面位置进行了分割，从而在整个上升管截面上实现汽液界面以及汽相边界层的分割与冷却壁面的接触面积并增强扰动，大大的降低了噪音和震动，强化了传热。作为优选，所述芯体包括设置在芯体中心的芯柱41，所述径向杆42一端固定在芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杆翅式环路热管，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，所述上升管内设置稳流装置，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，所述芯体包括从芯体中心向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向下延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝下。

【技术特征摘要】
1.一种杆翅式环路热管，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，所述上升管内设置稳流装置，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，所述芯体包括从芯体中心向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向下延伸的翅片，所述翅片具有尖部，所述尖部朝下。2.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，所述芯体包括设置在芯体中心的芯柱，所述径向杆一端固定在芯柱内。3.如权利要求1所述的热管，其特征在于，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。4.如权利要求1所述的热管，其特征在于，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。5.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，所述的三角形翅片是等腰...

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