軸向微槽熱管毛細力表征及傳熱性能分析.pdf

1、微熱管是利用內(nèi)部工質(zhì)相變循環(huán)進行熱量傳輸?shù)囊环N高效換熱裝置，因其結構密實，質(zhì)量輕便，均溫性、啟動性好等優(yōu)點而受到廣泛的重視和應用。而軸向微槽熱管由于其內(nèi)部結構特殊、加工簡單、成本低廉等特點受到諸多學者的關注，熱管微槽的毛細角區(qū)產(chǎn)生的毛細壓力為內(nèi)部的工質(zhì)流動和相變循環(huán)提供不可或缺的推動力，是影響微槽熱管傳熱性能的決定性因素之一。因此，如何增大熱管微槽的毛細壓力成為提高微槽熱管性能的關鍵問題，其中通過改變軸向微槽熱管槽道內(nèi)部結構是提升毛細力

2、的重要手段。
　　本文通過對微槽熱管工作原理的深入分析，首先設計加工出0.5mm×1.5mm深矩形、0.5 mm×1.0mm淺矩形和0.5 mm×1.0 mm V形三種截面的軸向微槽熱管。然后分別以水和丙酮作為工質(zhì)，采用動態(tài)高度法輔以攝像手段測試以上三種軸向微槽熱管的毛細壓力，研究了微槽熱管內(nèi)部結構和工質(zhì)種類對毛細力的影響;其次對完成封裝的微槽熱管進行傳熱性能測試，分析了內(nèi)部結構、工質(zhì)種類、重力、冷卻方式等因素對微槽熱管傳熱性能的

3、影響;最后探究了表面低溫等離子體改性對深矩形微槽熱管毛細力的作用以及對傳熱性能提升的效果。
　　軸向微槽熱管的毛細力測試結果表明，表面張力更大的水作為工質(zhì)時微槽產(chǎn)生的毛細力是丙酮的1.71倍;毛細壓力隨著當量直徑的減小逐步增大;將毛細力測試結果與微槽熱管傳熱結果進行對比，發(fā)現(xiàn)當不同微槽熱管的角區(qū)面積相同時，毛細力大小是微槽熱管傳熱性能優(yōu)劣的關鍵性因素之一，傳熱能力隨著毛細力增大而增強。此外，以啟動性能、軸向溫差、極限熱流密度與當量

4、導熱系數(shù)為評價參數(shù)通過試驗對比分析了三種不同內(nèi)部結構的軸向微槽熱管的傳熱性能，試驗結果表明:本文設計的幾種微槽熱管均能在70s內(nèi)快速啟動并穩(wěn)定工作，啟動性能良好;水作為工質(zhì)時熱管傳熱性能是丙酮的1.35倍，證實了采用傳輸因數(shù)N作為工質(zhì)選擇標準的正確性;重力與冷凝液回流方向一致時，管內(nèi)循環(huán)換熱速度加快，微槽熱管的傳熱性能提高;三種不同內(nèi)部結構微槽熱管的傳熱性能排序為矩形深槽＞矩形淺槽＞V形槽，V形微槽熱管的毛細力雖大，但由于其角區(qū)面積只有