热管的传热极限
(2014-05-30 13:08:55)
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热管节能 |
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热管的传热能力虽然很大,但也不可能无限地加大热负荷。事实上有许多因素制约着热管的工作能力。换而言之,热管的传热存在着一系列的传热极限,限制热管传热的物理现象为毛细力、声速、携带、沸腾、冷冻启动、连续蒸汽、蒸汽压力及冷凝等,这些传热极限与热管尺寸、形状、工作介质、吸液芯结构、工作温度等有关,限制热管传热量的类型是由该热管在某工作温度下个传热极限的最小值所决定的。如果以热管的工作温度为分析依据,则可得到如图所示的热管最大传热极限示意图。
(1)连续流动极限 对小热管,如微型热管,以及工作温度很低的热管,热管管内的蒸汽流动可能处于自由分子状态或稀薄、真空状态。在这种情况下,由于不能获得连续的的蒸汽流,传热能力将受到限制;
(2)冷冻启动极限 在从冷冻状态启动过程中,蒸发段来的蒸汽可能在绝热段或冷凝段再次冷冻,这将耗尽蒸发段来的工作介质,导致蒸发段干涸,热管无法正常启动工作;
(3)粘性极限 当蒸汽的压力由于粘性力的作用在热管冷凝段的末端降为零,如液态金属热管,在这种条件下,热管传热将受到限制。热管的工作温度低于正常工作温度范围时将遇到这种极限,它又被称为蒸汽压力极限;
(4)声速极限 热管管内蒸汽流动,由于惯性力的作用,在蒸发段出口处蒸汽速度可能达到声速或超声速,而出现阻塞现象,这时的最大传热量被称为声速极限;
(5)携带极限 当热管中的蒸汽速度足够高时,液气交界面存在的剪切力可能将吸液芯表面液体撕裂将其带入蒸汽流。这种现象减少了冷凝回流液,限制了传热能力;
(6)毛细极限 热管中工作介质的循环靠毛细吸液芯结构与工作液体产生的毛细压头维持,由于毛细结构为循环提供的毛细压头是有限的,这将使热管的最大传热量受到限制,这种限制通常称作毛细极限或流体动力极限;
(7)冷凝极限 热管最大传热能力可能受到冷凝段冷却能力的限制,不凝性气体的存在将降低冷凝段的冷却效率;
(8)沸腾极限 如果径向热流或管壁温度变得非常高,吸液芯中工质的沸腾可能阻碍工作液体的循环而导致沸腾极限;
文章来自:盛铭吉节能事业部(http://smj-jieneng.com)
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