纳米流体强化小型热虹吸管换热特性的实验研究

【摘要】： 近年来,热管得到越来越多的应用,对热管的研究也得到人们的广泛关注。研究人员提出各种不同的方法以提高热管的传热效率,例如优化热管结构,在热管内部加分流管、开孔抑泡管、溢流同心导管等,这些措施在一定程度上对热管的传热效率起到很好的强化作用。 本文从另一个角度出发,未改变热管结构,而是采用一种新型传热冷却工质——纳米流体作为热管工质,实验研究纳米流体对小型热虹吸管的强化换热作用。本研究以一根小型两相闭式热虹吸管为研究对象,考察纳米颗粒悬浮液浓度、颗粒种类、热管运行压力对热虹吸管传热效率的影响。此外,还考察了采用纳米颗粒悬浮液为工质后,对热虹吸管传热极限的影响。通过试验及计算得出各种实验条件下热虹吸管蒸发段q-△T、he-q、hc-q、q_(max)-ω等关系曲线图等,进而比较纳米颗粒悬浮液取代去离子水后,热虹吸管换热性能的优劣。 本试验工质有3种:去离子水、CuO纳米颗粒悬浮液和碳纳米管颗粒悬浮液。实验相关参数为:实验压力有7.45 kPa,12.38 kPa,19.97 kPa和大气压4种,对应的工质饱和温度分别为;40℃、60℃、80℃和100℃。工质CuO纳米颗粒悬浮液浓度为0.1wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%,碳纳米管颗粒悬浮液为1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%、2.5wt%。