納米流體重力熱管的傳熱性能研究.pdf

1、隨著熱管在生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,人們對(duì)于熱管的研究也越來(lái)越深入并提出了很多方法來(lái)提高熱管的傳熱效率;近年來(lái),納米技術(shù)快速發(fā)展并在強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域得到應(yīng)用。因此,將納米流體與熱管技術(shù)相結(jié)合,研究新型熱管,在理論上存在可行性。
　　本文將納米流體作為熱管的工質(zhì),實(shí)驗(yàn)研究納米流體對(duì)重力熱管傳熱性能的影響。本課題以小型重力熱管作為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)制作了多根熱管,考察納米流體濃度、充液率、熱管傾角,冷凝段的換熱條件對(duì)重力熱管傳熱效率的影

2、響,通過(guò)分析計(jì)算對(duì)比了不同熱管之間的傳熱性能差異。
　　本實(shí)驗(yàn)中,熱管工質(zhì)有兩種:去離子水、TiO2納米流體。實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)為:加熱功率從20W到180W,以熱流量每遞增20W作為一個(gè)工況;TiO2納米流體的濃度為0.2％wt、0.5％wt、1％wt、2％wt;重力熱管的充液率為50％、60％、70％;熱管傾角為豎直和水平;冷凝段換熱條件為自然空冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷,風(fēng)速控制在6m/s。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在采用納米流體作為工質(zhì)時(shí),重

3、力熱管的換熱性能有了較大幅度的提高,換熱系數(shù)比去離子水熱管最大增加了2.3倍。重力熱管換熱性能先隨納米流體濃度的增加而增加,而后隨濃度的增大而下降,這說(shuō)明對(duì)于重力熱管的換熱性能,納米流體存在一個(gè)最佳濃度。在本實(shí)驗(yàn)條件下,工質(zhì)為T(mén)iO2納米流體時(shí),此最佳濃度在0.5％wt左右。當(dāng)充液率大于50％以后,納米流體重力熱管的換熱系數(shù)隨充液率的增大而快速下降,當(dāng)充液率達(dá)到70％,換熱系數(shù)僅為50％充液率的27.3％～40％,換熱性能惡化。在熱管的