三相流閉式重力熱管流動和傳熱性能研究.pdf

1、本文研究了以碳化硅固體顆粒和水組成的混合物為工質(zhì)的三相流閉式重力熱管的傳熱性能，并與以純水為工質(zhì)的兩相流重力熱管的傳熱能力對比。實驗主要測試了以水/SiC顆粒（35目、48目以及60目）為工質(zhì)的重力熱管在充液率為80％、固含率為0%-20%，熱通量為8-232kW/m下的傳熱性能，實驗還測試了以60目SiC/水混合物為工質(zhì)的重力熱管在40%的充液率和同樣的固含率與熱通量下的傳熱能力，計算了蒸發(fā)段傳熱系數(shù)、冷凝段傳熱系數(shù)以及總熱阻等評估傳

2、熱能力的物理量。
　　當充液率為80%時，重力熱管蒸發(fā)段傳熱系數(shù)隨熱通量增加而減少，在低熱通量下（小于182kW/m），以20%固含率的60目SiC/水混合物代替純水作為重力熱管的傳熱工質(zhì)能夠獲得最佳的蒸發(fā)段強化傳熱效果；冷凝段傳熱系數(shù)隨熱通量增大而提高，在實驗中全部熱通量下，重力熱管使用15%固含率的48目SiC/水混合物工質(zhì)能夠獲得最佳的冷凝段強化傳熱效果；在總體趨勢上，增加熱通量減小重力熱管總熱阻。根據(jù)總熱阻的變化，加入Si

3、C顆粒到純水中對重力熱管傳熱總體上起到惡化作用，僅在低熱通量下（小于182kW/m），48目和60目的SiC顆粒能夠稍微提高重力熱管的傳熱能力，最大提高7.4%。
　　當充液率為40%時，重力熱管蒸發(fā)段傳熱系數(shù)較80%充液率下相同工質(zhì)（60目SiC/水）的熱管至少高10%。60目SiC顆粒在固含率為5%和10%且熱通量小于122kWm時有強化蒸發(fā)段傳熱作用，蒸發(fā)段傳熱系數(shù)最多提高12.5%；重力熱管冷凝段傳熱系數(shù)較80%時最多增加

4、44%；60目 SiC顆粒在固含率為5%和10%時強化冷凝段傳熱，至少提高10%；總熱阻較80%充液率下至少降低了8.7%，60目SiC在固含率為5%和10%時強化傳熱，至少減少4.7%的總熱阻。
　　綜上，減小充液率對重力熱管傳熱性能的提高非常明顯。另外，在本實驗中所有熱通量下，35目的SiC顆粒均未強化重力熱管的傳熱，而45目和60目的SiC顆粒在低熱通量下能夠強化傳熱。固體顆粒對重力熱管傳熱的影響與其流態(tài)化有關(guān)。固體顆粒的流