【技术实现步骤摘要】
一种非均匀功率高温热管传热极限测试的实验装置及方法
[0001]本专利技术涉及相变换热设备
，具体涉及一种非均匀功率高温热管传热极限测试的实验装置及方法。
技术介绍
[0002]热管是目前研究中传热效率最高的传热元件之一，它利用工质相变通过重力、向心力、毛细力进行传热工作，传热效率高。高温热管是一种利用碱金属作为工作介质的传热元件，由于碱金属的汽化潜热非常大，因此在高温环境少量的介质可携带大量热量，相较于其余高温传热元件，有着导热性高、等温性优良、组成结构简单、成本低廉的优点，因而高温热管可广泛应用于化工、航空航天、核能等领域。然而，由于热管内部吸液芯结构的限制等，使其传热能力有限，存在传热极限，因此需要对高温热管在不同工况的传热极限进行研究。传统高温热管的实验测试系统主要采取均匀功率加热且热管兼容性差，本专利技术针对高温热管的非均匀功率分布进行了研究，同时设计了热管兼容性强的试验系统，有助于揭示热管传热的内在机制，指导热管的设计优化。
[0003]目前已有的测量高温热管传热极限专利，例如：中国专利CN2022...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非均匀功率高温热管传热极限测试的实验装置，其特征在于：包括不锈钢管壳(31)、端盖(27)和吸液芯(28)组成的热管(16)；包括杆支架(30)、转轴(29)、量角器(14)和夹持箱(2)组成的定位系统，包括电源系统(1)、铜基体(19)、加热棒(20)、隔热材料(21)和保温棉(15)组成的非均匀释热系统(17)，包括水通道(24)、气体通道(23)和保温层(22)组成的气
‑
水冷却层(3)，包括惰性气体储藏罐(9)、压强表(10)、循环水泵(11)、冷却水箱(13)、流量计(12)、进气阀(7)、排气阀(5)、进水阀(8)、排水阀(6)、气
‑
水冷却层(3)和固定装置(4)组成的冷凝系统，包括热电偶(25)、压力传感器(26)、流量计(12)和计算机(18)组成的数据采集系统；所述热管(16)通过不锈钢管壳(26)、端盖(27)、吸液芯(28)组装而成形成封闭真空环境，并充装碱金属工质，具有高温工作性能；所述杆支架(30)通过转轴(29)与量角器(14)连接，并在杆支架(30)上组装夹持箱(2)形成定位系统，固定热管(16)并调整不同倾斜角度；所述电源系统(1)配有多台调压器提供电能并进行独立功率控制，实现热管(16)蒸发段的非均匀功率分布；所述铜基体(19)通过加热棒(20)加热，再将热量传导至热管(16)，保温棉(15)包裹在铜基体(19)外，减少热损失；所述隔热材料(21)分别布置在多段式铜基体(19)之间，实现功率隔断；所述气
‑
水冷却层(3)内的水通道(24)通过管线依次连接流量计(12)、循环水泵(11)和冷却水箱(13)，组成水冷回路，气
‑
水冷却层(3)内的气体通道(23)连接惰性气体储藏罐(9)组成惰性气体传输通道；所述气
‑
水冷却层(3)置于热管(16)的冷凝段，气体通道(23)置于热管(16)与水通道(24)之间，保温层(22)位于热管(16)的冷凝段端部，所述气
‑
水冷却层(3)通过固定装置(4)与热管(16)固定，保持良好冷凝能力；所述热电偶(25)、压力传感器(26)、流量计(12)通过采集线路连接至采集卡，与计算机(18)组成数据采集系统，实现参数的实时监测。2.根据权利要求1所述的一种非均匀功率高温热管传热极限测试的实验装置，其特征在于：所述不锈钢管壳(26)、端盖(27)采用310S不锈钢；所述吸液芯(28)为提供毛细抽力的多孔介质，材料选取泡沫镍、不锈钢丝网或不锈钢纤维毡；所述热管(16)沿轴向0
‑
800mm、800
‑
1200mm、1200
‑
2000mm处分别划分为蒸发段、绝热段、冷凝段，并充装碱金属工质，实现高效热传输；所述保温棉(15)包裹在热管绝热段和铜基体(19)外，减小热耗散；所述热电偶(25)为K型铠装热电偶，测量范围
‑
40
‑
2500℃，精度为0.1℃，采用开槽或焊接方法固定于热管(16)，并沿轴向均匀布置15个，实现对热管管壁温度的测量，用以评估热管(16)的传热极限。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯伦，孙奇士，韩睿钰，张嘉睿，王成龙，张大林，秋穗正，苏光辉，田文喜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。