本发明专利技术提供了一种电磁动力驱动装置及应用该装置的脉动热管传热系统。该装置包括：电磁加速装置、磁场发生装置、两根通电导线和直流电源。电磁加速装置包括主体结构、石墨电极、内外部导电通道连接构件和密封材料。电磁加速装置上盖为可拆卸结构，上盖通过密封材料与圆柱形空腔连接，下盖为不可拆卸结构，两个石墨电极紧贴壁面放在圆柱形空腔内，两个电极中间的缝隙为流道，上盖孔洞放置的内外部导电通道连接构件与主体空腔内石墨电极连接。该系统包括：脉动热管、电磁动力驱动装置、盐溶液，脉动热管通过转换阀与电磁加速装置连接，电磁动力驱动装置通过磁场对脉动热管内的盐溶液进行加速。本发明专利技术能控制盐溶液所受驱动力的大小、方向，强化传热。强化传热。强化传热。
【技术实现步骤摘要】
一种电磁动力驱动装置及应用该装置的脉动热管传热系统
[0001]本专利技术涉及强化传热
，尤其涉及一种电磁动力驱动装置及应用该装置的脉动热管传热系统。
技术介绍
[0002]近年来现代科技发展突飞猛进，电子元件趋于小型化、集成化，这导致热流密度急剧增长，有效可靠的热管理成为推动社会进一步发展的重要因素。
[0003]脉动热管是由毛细管弯曲成蛇状结构的传热装置，具有传热效率高、结构简单、无需外动力和价格低廉等优点，在强化传热领域极具应用潜力。脉动热管从结构上可以划分为三个部分：蒸发端、绝热端和冷凝端。脉动热管的运行过程为：在脉动热管内部环境为真空时，注入工质，由于表面张力及重力的作用，工质在管道内以气塞与液塞的形式随机分布。在脉动热管的蒸发端，液态工质吸热蒸发，压力增大，在脉动热管的冷凝端，气态工质放热冷凝，压力减小。这时蒸发端和冷凝端存在饱和蒸气压差，相当于给脉动热管内的工质一个推动力，工质在管内受到的流动阻力大于推动力时，脉动热管不能启动，工质在管内受到的流动阻力小于推动力时，工质在热管内循环往复的运动，实现冷热端热量交换。脉动热管在运行过程中涉及到多物理学科的相互耦合，如管内工质的流动过程、传热过程、气液相互转化过程等，这导致了工质运行过程的不确定性与复杂性。
[0004]脉动热管的运行过程主要包括两个阶段：启动运行阶段与稳定运行阶段。对于启动运行阶段，当加热功率较高时，热量产生的驱动力大于流动阻力，工质开始运动，当加热功率较低时，热量产生的驱动力小于流动阻力，脉动热管不能启动，外加动力可有效弥补热量产生驱动力不足的问题，降低脉动热管的启动温度；对于稳定运行阶段，快速稳定的单向流动有利于传热过程的高效进行，但是由于脉动热管内部的流体有一定的不可控性，在运行过程中往往伴随着流体的短暂停滞及反向流动，这不利于脉动热管的高效传热，外加动力对脉动热管的快速运行起积极作用并且更易于控制工质的流动。
[0005]在现有技术中的一种外加振荡源的可控管式脉动热管传热系统中，传热系统的脉动热管置于磁场中，以液态金属为辅助工质，以局部管道内的通电电极对液态金属施加电流，通过控制液态金属所受到的洛伦兹力，来控制管道内部运行工质的脉动频率与振幅。
[0006]上述现有技术中的一种外加振荡源的可控管式脉动热管传热系统的缺点包括：第一，由于液态金属于辅助工质，含量较少，需要液态金属在管内运行一周才能到达通电电极实现加速，这导致加速间隔周期较长；第二，由于在脉动热管运行过程中，液态金属存在缓慢分散到运行工质中的可能，液态金属以微小颗粒的形态均匀弥散在运行工质中，从而导致液态金属失去构成导电回路的功能，进而失去效果；第三，液态金属以外的运行工质与电极、导线、电源构成回路，运行工质有被电解的风险。
技术实现思路
[0007]本专利技术的实施例提供了一种电磁动力驱动装置及应用该装置的脉动热管传热系
统，以实现有效地提高脉动热管的启动及运行性能，使脉动热管的传热性能得到增强。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种电磁动力驱动装置，包括：电磁加速装置、磁场发生装置、两根通电导线和直流电源；
[0010]所述电磁加速装置包括主体结构、石墨电极、内外部导电通道连接构件和密封材料，内外部导电通道连接构件采用金属连接方式或者金属与石墨相结合连接方式或者石墨连接方式，电磁加速装置上盖为可拆卸结构，上盖通过密封材料与圆柱形空腔连接，圆柱形空腔侧壁面上焊接两根管道，下盖为不可拆卸结构，两个石墨电极紧贴壁面放在圆柱形空腔内，两个电极中间的缝隙为流道，上盖孔洞放置的内外部导电通道连接构件与主体空腔内石墨电极连接；
[0011]所述磁场发生装置产生能够调节大小及方向的匀强磁场，电磁加速装置放置于磁场发生装置产生的磁场环境中，两根通电导线中的一根通电导线连接直流电源正极，另外一根通电导线连接直流电源负极，两根通电导线的另一端分别连接到电磁加速装置上的内外部导电通道连接构件的端头，两个内外部导电通道连接构件的另外一端分别与电磁加速装置内置石墨电极相接触，脉动热管中的运行工质选用导电的盐溶液，电磁加速装置通过磁场对脉动热管内的盐溶液进行加速。
[0012]优选地，所述电磁加速装置与所述磁场发生装置之间的角度呈不平行状态，角度呈90
°
最佳。
[0013]优选地，所述电磁加速装置的主体结构包括圆柱形空腔、上盖、下盖和焊接在圆柱形空腔侧壁面的两根管道，上盖为可拆卸结构，盖子上预留小孔，小孔类型包括两类：一类为贯通上盖的孔洞，另一类为不贯通上盖的凹槽，贯通上盖的孔洞作为内外部导电通道，不贯通上盖的凹槽用于固定内置石墨电极，上盖通过密封材料与圆柱形空腔连接在一起，下盖为不可拆卸结构，与主体结构焊接成一体，在主体圆柱形空腔侧壁面上，焊接两根管道，两个耐高温高纯石墨电极紧贴壁面放置在圆柱形空腔内，作为电磁加速装置内部的导电电极，两个导电电极中间的缝隙为运行工质的流道，上盖孔洞放置的内外部导电通道连接构件与主体空腔内的石墨电极连接在一起。
[0014]优选地，所述电磁加速装置的主体结构包括圆柱形空腔、上盖、下盖和焊接在圆柱形空腔侧壁面的两根管道，上盖为可拆卸结构，盖子上预留小孔，小孔类型包括两类：一类为贯通上盖的孔洞，另一类为不贯通上盖的凹槽，贯通上盖的孔洞分两类：一类作为内外部导电通道，另一类用于密封电磁加速装置，不贯通上盖的凹槽分两类：一类用于固定内置石墨电极，另一类用于固定密封材料，圆柱形空腔壁面上预留与上盖数量一样、位置一致的贯穿孔洞，上盖凹槽放置密封材料，通过孔洞中连接构件的挤压作用使主体空腔与上盖紧密连接在一起，下盖为不可拆卸结构，与主体焊接成一体，在主体圆柱形空腔壁面上，焊接着两根管道，两个耐高温高纯石墨电极紧贴主体的壁面放置在圆柱形空腔内，作为电磁加速装置内部的导电电极，两个电极中间的缝隙为运行工质的流道，上盖的孔洞放置内外部导电通道连接构件与主体空腔内的石墨电极连接在一起。
[0015]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种应用所述电磁动力驱动装置的脉动热管传热系统，包括：脉动热管和电磁动力驱动装置，所述脉动热管中的运行工质为盐溶液，所述脉动热管通过转换阀与电磁加速装置连接，所述脉动热管的上端为冷凝区，中端为绝热区，
下端为蒸发区，所述脉动热管由毛细管弯曲而成，构成回路结构，所述盐溶液具有导电性能，并且盐溶液在导电状态下整体上不发生电化学变化；电磁加速装置通过磁场对脉动热管内的盐溶液进行加速；
[0016]所述电磁动力驱动装置选用在通电过程中不与运行工质发生电化学反应的内置石墨电极，所述脉动热管中的运行工质选用导电的盐溶液，在磁场作用下所述石墨电极对所述盐溶液施加电流，所述盐溶液中定向运动的电荷被施加一个可控的、持续的外部驱动力，通过改变磁场强度及方向或者输入电流大小及方向来实现对外部驱动力大小及方向的控制，进而强化脉动热管的启动性能及传热性能。
[0017]优选地，所述脉动热管的管壁材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电磁动力驱动装置，其特征在于，包括：电磁加速装置、磁场发生装置、两根通电导线和直流电源；所述电磁加速装置包括主体结构、石墨电极、内外部导电通道连接构件和密封材料，内外部导电通道连接构件采用金属连接方式或者金属与石墨相结合连接方式或者石墨连接方式，电磁加速装置上盖为可拆卸结构，上盖通过密封材料与圆柱形空腔连接，圆柱形空腔侧壁面上焊接两根管道，下盖为不可拆卸结构，两个石墨电极紧贴壁面放在圆柱形空腔内，两个电极中间的缝隙为流道，上盖孔洞放置的内外部导电通道连接构件与主体空腔内石墨电极连接；所述磁场发生装置产生能够调节大小及方向的匀强磁场，电磁加速装置放置于磁场发生装置产生的磁场环境中，两根通电导线中的一根通电导线连接直流电源正极，另外一根通电导线连接直流电源负极，两根通电导线的另一端分别连接到电磁加速装置上的内外部导电通道连接构件的端头，两个内外部导电通道连接构件的另外一端分别与电磁加速装置内置石墨电极相接触。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁加速装置与所述磁场发生装置之间的角度呈不平行状态，角度呈90
°
最佳。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁加速装置的主体结构包括圆柱形空腔、上盖、下盖和焊接在圆柱形空腔侧壁面的两根管道，上盖为可拆卸结构，盖子上预留小孔，小孔类型包括两类：一类为贯通上盖的孔洞，另一类为不贯通上盖的凹槽，贯通上盖的孔洞作为内外部导电通道，不贯通上盖的凹槽用于固定内置石墨电极，上盖通过密封材料与圆柱形空腔连接在一起，下盖为不可拆卸结构，与主体结构焊接成一体，在主体圆柱形空腔侧壁面上，焊接两根管道，两个耐高温高纯石墨电极紧贴壁面放置在圆柱形空腔内，作为电磁加速装置内部的导电电极，两个导电电极中间的缝隙为运行工质的流道，上盖孔洞放置的内外部导电通道连接构件与主体空腔内的石墨电极连接在一起。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁加速装置的主体结构包括圆柱形空腔、上盖、下盖和焊接在圆柱形空腔侧壁面的两根管道，上盖为可拆卸结构，盖子上预留小孔，小孔类型包括两类：一类为贯通上盖的孔洞，另一类为不贯通上盖的凹槽，贯通上盖的孔洞分两类：一类作为内外部导电通道，另一类用于密封电磁加速装置，不贯通上盖的凹槽分两类：一类用于固定内置石墨电极，另一类用于固定密封材料，圆柱形空腔壁面上预留与上盖数量一样、位置一致的贯穿孔洞，上盖凹槽放置密封材料，通过孔洞中连接构件的挤压作用使主体空腔与上盖紧密连接在一起，下盖为不可拆卸结构，与主体焊接成一体，在主体圆柱形空腔壁面上，焊接着两根管道，两个耐高温高纯石墨电极紧贴主体的壁面放置在圆柱形空腔内，作为电磁加速装置内部的导电电极，两个电极中间的缝隙为运行工质的流道，上盖的孔洞放置内外部导电通道连...
【专利技术属性】
技术研发人员：史维秀，苏晓杨，潘利生，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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