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径向热管省煤器的设计及热管的传热性能研究

作者: 添加时间:2014/8/3 16:59:39 浏览:

   热管的传热特性是由多个单元传热环节组成的,以本研究为例,是由管外对流换热热阻R1、外管管壁导热热阻R2、吸液芯复合导热热阻R3、汽化热阻R4、蒸汽流动热阻R5、冷凝热阻R6、内管管壁导热热阻R7和管内对流换热热阻R8组合而成,如果不考虑轴向导热热阻,上述8个热阻可以简化成一个串联的传热线路。

  径向热管是热管家庭中的一员,有热管的共性,但也有自身的特点,因此,在作为传热元件应用前,必须对其进行性能方面的研究和试验。在确定基本结构形式后,分别对径向热管进行了等温性能、传输功率性能和传热极限等方面的性能试验研究。热管应当具有良好的等温性,径向热管应比轴向热管具有更好的等温性能,A管的等温性优于B管,因吸液芯提高了它的等温性。热管的传输功率曲线见,由可知A、B管均有好的传输能力,但在相同工作温度下,B型大于A型,因为A型热管有吸液芯传热热阻。可见B型热管的壁温发生了突升,说明其内部出现干枯现象,即热管顶部缺液,而A型热管壁温正常,因为吸液芯可将液体提升到热管顶部,无吸液芯热管的传输能力相对较低,所以有吸液芯的径向热管的极限功率大于无吸液芯热管。
  当热量密度为15kW/m2时,B管的温差是5℃,而A管的温差是14℃左右,可见吸液芯热管的径向热阻远远大于无吸液芯热管。径向热管有很好的等温性和传输功率性能。从传热特性分析,在等同的条件(不太大的功率)下,B管的传输功率会大于A管,但这不能说明有芯热管性能差,它的优越性表现在传输能力上。从热管的极限传热能力来看,带吸液芯的径向热管会有较大的传输功率能力,因为在大功率下,无芯热管会出现干枯现象,这将大大降低热管的传输能力。以本试验为例,当每平方米功率大于30kW时,无芯热管就会出现干枯。
  径向热管省煤器的设计由1个专用的软件完成,软件内采用了3种设计方法:设定法、离散型设计法和传热有效度―传热单元数法。用3种设计方法对同一数据进行计算,相互验证,以确保设计结果的准确性,而气体横掠管束外部对流换热系数的公式,系通过专项试验归化而成,更贴合实际,提高了设计的准确性。径向热管省煤器由单支的径向热管组合而成,所以其传热过程也是热管的传热过程,简化的传热过程可以视为一个由吸热侧到放热侧的串联线路。