一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法，该装置包括上封板、加热板、下封板、左侧封液板、左侧封气板、右侧封液板、右侧封气板、压紧板、吸液芯样品、气体预热器、第一储气室、第一伺服泵、第二储气室、第二伺服泵、工质储藏室、真空泵机组、压差变送器、阀门等。本发明专利技术可实现对高温热管吸液芯传热极限的实验研究，获得高温热管毛细极限、夹带极限、沸腾极限等传热极限的可视化研究。腾极限等传热极限的可视化研究。腾极限等传热极限的可视化研究。

【技术实现步骤摘要】
一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及相变换热设备
，具体涉及一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法。

技术介绍

[0002]热管是一种利用工质相变传热的非能动传热设备，具有结构简单、非能动等优点。热管内工质在密封的管壳腔体内工作，难以通过可视化的手段进行观测，特别是高温热管采用液态金属作为工作介质，更加难以直接观测。传热极限对热管的传热能力提出了限制，诸如毛细极限、夹带极限、沸腾极限等类型极大地限制了热管的传热功率，甚至可能导致热管的失效。

技术实现思路

[0003]为实现可视化研究高温热管吸液芯内的传热极限，本专利技术提出了一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法，实现对传热极限的可视化实验，本装置结构简化，可适用于各种类型热管工质，实现对吸液芯特征参数、毛细极限、夹带极限、沸腾极限等传热极限的研究，应用前景广阔。
[0004]本专利技术采取以下设计方案：
[0005]一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法，包括上封板10、加热板20、下封板30、透明侧视板40、左侧封气板11、左侧封液板12、右侧封气板13、右侧封液板14、加热丝21、吸液芯样品100、实心样品101、压紧板200、压差变送器300、第一储气室110、第一储气阀门111、气体预热器112、第一伺服泵120、第一伺服阀门121、气体流量计130、第二储气阀门131、第二储气室132、流量计140、第二伺服泵145、第二伺服阀门141、真空泵机组146、真空泵阀门142、工质储藏室00、工质输出阀门01、工质输入阀门02；所述上封板10、压紧板200、吸液芯样品100、加热板20、下封板30由上到下逐层叠加，压差变送器300连接在吸液芯样品100左右两端，测量吸液芯样品100左右两端压差，实心样品101用以实验过程中替换吸液芯样品100，透明侧视板40位于压紧板200、吸液芯样品100的前后侧面，左侧封气板11和右侧封气板13分别位于压紧板200的左右两侧，左侧封液板12和右侧封液板14分别位于吸液芯样品100左右两侧，加热丝21位于加热板20内部均匀分布，上封板10、加热板20、左侧封气板11、左侧封液板12、右侧封气板13、右侧封液板14为压紧板200和吸液芯样品100创造密封的空间，左侧封气板11经气体预热器112和第一储气阀门111连接至第一储气室110，左侧封液板12分别经第一储气阀门111和第一伺服阀门121连接至第一储气室110和第一伺服泵120，第一伺服泵120经工质输出阀门01连接工质储藏室00，右侧封气板13经气体流量计130和第二储气阀门131连接至第二储气室132，右侧封液板14连接流量计140，流量计140分别经第二伺服阀门141和真空泵阀门142连接至第二伺服泵145和真空泵机组146，第二伺服泵145经工质输入阀门02连接工质储藏室00。
[0006]所述第一储气室110和第二储气室132内部气体为惰性气体或工质蒸气。
[0007]所述吸液芯样品100可选用丝网、槽道、烧结粉末、烧结纤维、环道等一种或多种复合结构。
[0008]所述工质储藏室00内工质可选用高温液态金属、高温熔盐、水或有机物。
[0009]所述透明侧视板40可采用亚克力板、透明陶瓷或石英玻璃。
[0010]所述下封板30可实现六自由度运动。
[0011]和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：
[0012]本专利技术针对吸液芯样品(100)可进行孔隙率、渗透率等特征参数的测定；通过第一伺服泵(120)、第二伺服泵(145)和压差变送器(300)的配合模拟毛细压差，实现毛细极限的模拟；通过第一伺服泵(120)、第二伺服泵(145)调节吸液芯样品(100)的液位，通过第一储气室(110)和第二储气室(132)调节气体流动速度，实现热管内气液两相逆流的模拟，研究夹带的发生和吸液芯样品(100)结构对夹带的影响；通过透明侧视板(40)观察吸液芯样品(100)内的气泡，通过第一储气室(110)和第二储气室(132)调节气体压力，实现对不同工况下沸腾极限的模拟。
[0013]本专利技术针对热管传热性能受限的问题，提出一种高温热管吸液芯传热极限实验装置及方法，本专利技术结构紧凑，操作简单，可实现对热管吸液芯内传热极限的实验研究。
附图说明
[0014]图1为本专利技术高温热管吸液芯传热极限实验装置的示意图。
具体实施方式
[0015]现结合实例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0016]如图1所示，本专利技术一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，包括上封板10、加热板20、下封板30、透明侧视板40、左侧封气板11、左侧封液板12、右侧封气板13、右侧封液板14、加热丝21、吸液芯样品100、实心样品101、压紧板200、压差变送器300、第一储气室110、第一储气阀门111、气体预热器112、第一伺服泵120、第一伺服阀门121、气体流量计130、第二储气阀门131、第二储气室132、流量计140、第二伺服泵145、第二伺服阀门141、真空泵机组146、真空泵阀门142、工质储藏室00、工质输出阀门01、工质输入阀门02；所述上封板10、压紧板200、吸液芯样品100、加热板20、下封板30由上到下逐层叠加，压差变送器300连接在吸液芯样品100左右两端，测量吸液芯样品100左右两端压差，实心样品101用以实验过程中替换吸液芯样品100，透明侧视板40位于压紧板200、吸液芯样品100的前后侧面，左侧封气板11和右侧封气板13分别位于压紧板200的左右两侧，左侧封液板12和右侧封液板14分别位于吸液芯样品100左右两侧，加热丝21位于加热板20内部均匀分布，上封板10、加热板20、左侧封气板11、左侧封液板12、右侧封气板13、右侧封液板14为压紧板200和吸液芯样品100创造密封的空间，左侧封气板11经气体预热器112和第一储气阀门111连接至第一储气室110，左侧封液板12分别经第一储气阀门111和第一伺服阀门121连接至第一储气室110和第一伺服泵120，第一伺服泵120经工质输出阀门01连接工质储藏室00，右侧封气板13经气体流量计130和第二储气阀门131连接至第二储气室132，右侧封液板14连接流量计140，流量计140分别经第二伺服阀门141和真空泵阀门142连接至第二伺服泵145和真空泵机组146，第二伺服泵145经工质输入阀门02连接工质储藏室00。
[0017]作为本专利技术优选实施方式，所述第一储气室110和第二储气室132内部气体为惰性气体或工质蒸气。
[0018]作为本专利技术优选实施方式，所述吸液芯样品100可选用丝网、槽道、烧结粉末、烧结纤维、环道等一种或多种复合结构。
[0019]作为本专利技术优选实施方式，所述工质储藏室00内工质可选用高温液态金属、高温熔盐、水或有机物。
[0020]作为本专利技术优选实施方式，所述透明侧视板40可采用亚克力板、透明陶瓷或石英玻璃。
[0021]作为本专利技术优选实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：包括上封板(10)、加热板(20)、下封板(30)、透明侧视板(40)、左侧封气板(11)、左侧封液板(12)、右侧封气板(13)、右侧封液板(14)、加热丝(21)、吸液芯样品(100)、实心样品(101)、压紧板(200)、压差变送器(300)、第一储气室(110)、第一储气阀门(111)、气体预热器(112)、第一伺服泵(120)、第一伺服阀门(121)、气体流量计(130)、第二储气阀门(131)、第二储气室(132)、流量计(140)、第二伺服泵(145)、第二伺服阀门(141)、真空泵机组(146)、真空泵阀门(142)、工质储藏室(00)、工质输出阀门(01)、工质输入阀门(02)；所述上封板(10)、压紧板(200)、吸液芯样品(100)、加热板(20)、下封板(30)由上到下逐层叠加，压差变送器(300)连接在吸液芯样品(100)左右两端，测量吸液芯样品(100)左右两端压差，实心样品(101)用以实验过程中替换吸液芯样品(100)，透明侧视板(40)位于压紧板(200)、吸液芯样品(100)的前后侧面，左侧封气板(11)和右侧封气板(13)分别位于压紧板(200)的左右两侧，左侧封液板(12)和右侧封液板(14)分别位于吸液芯样品(100)左右两侧，加热丝(21)位于加热板(20)内部均匀分布，上封板(10)、加热板(20)、左侧封气板(11)、左侧封液板(12)、右侧封气板(13)、右侧封液板(14)为压紧板(200)和吸液芯样品(100)创造密封的空间，左侧封气板(11)经气体预热器(112)和第一储气阀门(111)连接至第一储气室(110)，左侧封液板(12)分别经第一储气阀门(111)和第一伺服阀门(121)连接至第一储气室(110)和第一伺服泵(120)，第一伺服泵(120)经工质输出阀门(01)连接工质储藏室(00)，右侧封气板(13)经气体流量计(130)和第二储气阀门(131)连接至第二储气室(132)，右侧封液板(14)连接流量计(140)，流量计(140)分别经第二伺服阀门(141)和真空泵阀门(142)连接至第二伺服泵(145)和真空泵机组(146)，第二伺服泵(145)经工质输入阀门(02)连接工质储藏室(00)。2.根据权利要求1所述一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：所述第一储气室(110)和第二储气室(132)内部气体为惰性气体或工质蒸气。3.根据权利要求1所述一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：所述吸液芯样品(100)采用丝网、槽道、烧结粉末、烧结纤维、环道中一种或多种复合结构。4.根据权利要求1所述一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：所述工质储藏室(00)内工质采用高温液态金属、高温熔盐、水或有机物。5.根据权利要求1所述一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：所述透明侧视板(40)采用亚克力板、透明陶瓷或石英玻璃。6.根据权利要求1所述一种高温热管吸液芯传热极限实验装置，其特征在于：所述下封板(30)能实现六自由度运动。7.权利要求1至6任一项所述的高温热管吸液芯传热极限实验装置的工作方法，其特征在于：泄漏体积测定：采用实心样品(101)替换吸液芯样品(100)，打开第一储气阀门(111)和第二储气阀门(131)，第一储气室(110)内气体经第一储气阀门(111)、气体预热器(112)、左侧封气板(11)、实心样品(101)和压紧板(200)、右侧封气板(13)、第二储气阀门(131)到达第二储气室(132)，通气5min以上后关闭第一储气阀门(111)和第二储气阀门(131)，开启真空泵机组(146)，打开真空泵阀门(142)，将真空度降低至10
‑4Pa后关闭真空泵阀门(142)和真空泵机组(146)，将工质储藏室(00)内工质转变为液态工质并记录初始体积V0，打开工质输出阀门(01)、工质输入阀门(02)、第一伺服阀门(121)、第二伺服阀门(141)、第一伺服泵
(120)和第二伺服泵(145)，待流量计(140)示数稳定后，记录工质储藏室(00)内的液态工质体积V1，故泄漏体积V
loss
＝V0‑
V1；吸液芯样品(100)特征参数测定：测量吸液芯样品(100)的长度L，截面积A，几何体积V2，孔径r，采用吸液芯样品(100)替换实心样品(101)，打开第一储气阀门(111)和第二储气阀门(131)，第一储气室(110)内气体经第一储气阀门(111)、气体预热器(112)、左侧封气板(11)、吸液芯样品(100)和压紧板(200)、右侧封气板(13)、第二储气阀门(131)到达第二储气室(132)，通气5min以上后关闭第一储气阀门(111)和第二储气阀门(131)，开启真空泵机组(146)，打开真空泵阀门(142)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，田智星，黄金露，孙奇士，郭凯伦，张大林，田文喜，秋穗正，苏光辉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：