弯曲角度对扁平热管传热性能的影响

作者:李新禹*; 李朋; 韩忠贤; 刘涛; 王雷; 陈林
来源:储能科学与技术, 2020, 9(03): 840-847.
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0228

摘要

利用烧结扁平热管进行试验研究,热管壳体由无氧铜制成,水与乙醇的混合物作为热管工质,热管吸液芯为烧结铜球。该烧结扁平热管的厚度为3.2 mm,宽度为8 mm,长度为400 mm,弯曲半径为20 mm,弯曲角度为30°、50°、70°、90°。试验让热管在50℃、60℃、70℃及80℃的热源下,通过加热定量冷水测试其传热性能。初步试验发现当改变热管的弯曲角度,热管各部分温度相差不大,即使弯曲角度为90°时,热管仍表现出良好的等温性。试验进一步研究发现当热管所处的热源温度越高,热管的弯曲角度越小时,热管的热阻越小。热管在热阻方面的性能主要取决于弯曲角度,当随着弯曲角度的增大,热管热阻增大,热管的传热效率降低,热管弯曲角度从30°增加到90°,热阻增加超过60%,原因是热管压扁使吸液芯和工质流道变形,弯曲使吸液芯和工质流道变形加剧,进一步阻碍流体流动从而影响热管的传热性能。结果显示:利用弯曲扁平热管进行显热储能,热源的温度越高,热管弯曲角度越小,显热储能的时间越短,显热储能的速率就越高。