小管径螺纹重力热管的传热性能研究

小管径螺纹重力热管的传热性能研究的开题报告
一、研究背景和意义
重力热管是一种有效的传热器件，能够在热量传递中实现高效率、
可靠性和无维护等优点。

螺纹管是常用的重力热管结构形式之一，其具
有在重力场中自驱动、阻力小、传热效果好等特点。

然而，传统的螺纹
管重力热管往往存在的问题是结构相对复杂，成本较高。

因此，研究小
管径螺纹重力热管可降低热管的制造成本和提高性能，是非常有意义的。

二、研究内容
本研究将重点研究小管径螺纹重力热管的传热性能，主要包括以下
方面的内容：
1.小管径螺纹重力热管的制备和优化设计；
2.小管径螺纹重力热管的传热实验研究，结合不同工作状态下，流速、压降及热输入等因素的影响，分析其传热机理；
3.基于实验数据，探究小管径螺纹重力热管传热性能的影响因素、
变化规律以及性能优化方法。

三、研究方法
1.制备小管径螺纹重力热管：采用加热坩埚法制备铜管芯，并采用
电解研磨技术加工螺纹，形成小管径螺纹重力热管。

2.传热实验研究：设计和制作试验装置，通过测量入口和出口温度
及热输入，以及流量和压降，探究小管径螺纹重力热管传热性能。

3.数据处理与分析：采用统计学方法处理数据，并通过逐步回归分析、多元线性回归分析等统计方法，探究影响小管径螺纹重力热管传热
性能的因素，并分析其变化规律。

四、预期成果
1.制备出性能良好、制造成本低的小管径螺纹重力热管，为制造更加高效的重力热管提供技术支持；
2.初步了解小管径螺纹重力热管在不同工况下的传热性能特点及其机理；
3.提出小管径螺纹重力热管的性能优化方法，为热管在工程应用中提供理论指导。

第36卷第6期2008年6月 化　学　工　程C H E M I C A LE N G I N E E R I N G (C H I N A ) V o l .36N o .6J u n .2008作者简介:方书起(1964—),男,副教授,硕士生导师,研究方向为过程设备强化;赵凌(1980—),硕士生,通迅联系人,E -m a i l :z h a o 529810@s o h u .c o m 。

螺旋槽重力热管强化传热实验研究方书起,赵　凌,史启辉,路慧霞(郑州大学化工学院,河南郑州　450001)摘要:为了提高重力热管的传热能力,用螺旋槽表面结构来强化重力热管传热,并以水为工质进行了传热特性实验研究。

自制热电偶和热管并搭建实验设备,改变加热功率,测得在不同的蒸汽温度下的热管壁温。

实验结果表明:以管内等效对流换热系数为评价指标,与普通重力热管相比,螺旋槽重力热管的对流换热系数提高了10%—23%,其中槽深和螺距对传热有很大的影响。

关键词:重力热管;螺旋槽;强化传热中图分类号:T Q 028.94 文献标识码:A 文章编号:1005-9954(2008)06-0019-03E x p e r i m e n t a l r e s e a r c ho f e n h a n c e dh e a t t r a n s f e rf o r s p i r a lg r o o v e g r a v i t yh e a t pi p eF A NG S h u -q i ,ZH A O L i n g ,S HI Q i -h u i ,L UH u i -x i a(S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o u U n i v e r s i t y ,Z h e n g z h o u 450001,H e n a n P r o v i n c e ,C h i n a )A b s t r a c t :U s i n g s p i r a l g r o o v e o n t h e s u r f a c e t o e n h a n c e t h e h e a t t r a n s f e r i n t h e g r a v i t y h e a t p i p e w a s p r o p o s e d .T h e e x p e r i m e n t a l d e v i c e w a s b u i l t a n d t h e r m a l p o w e r w a s c h a n g e d .T h e w a l l t e m p e r a t u r e o f t h e h e a t p i p e u n d e r d i f f e r e n ts t e a mt e m p e r a t u r e w a s o b t a i n e d b y t h e s e l f -m a d e t h e r m o c o u p l e s .T h e r e s e a r c h o f h e a t t r a n s f e r w a s c o n d u c t e d u s i n g w a t e r a s r e f r i g e r a n t s .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h e h e a t t r a n s f e r c a p a c i t y o f t h e s p i r a l g r o o v e g r a v i t y h e a t p i p e i s 10%-23%h i g h e r t h a n t h a t o f t h e o r d i n a r y g r a v i t y h e a t p i p e ,w i t h t h e e q u i v a l e n t c o n v e c t i o n h e a t t r a n s f e r c o e f f i c i e n t a s e v a l u a t i o n i n d i c a t o r .T h e h e a t t r a n s f e r i s v e r y a f f e c t e d b y g r o o v e d e p t h a n d w h o r l i n t e r v a l .K e y w o r d s :g r a v i t y h e a t p i p e ;s p i r a l g r o o v e s ;e n h a n c e d h e a t t r a n s f e r 重力热管又称二相闭式热虹吸管。

新型重力热管换热器传热性能的实验研究曹小林;曹双俊;曾伟;王芳芳;李江;池东【摘要】基于常规重力热管换热器难以安装翅片结构以强化管外换热,提出一种新型结构形式的重力热管换热器,该热管由一些并排的矩形通道而不是通常的圆管组成.并建立实验测试平台,进行一系列对比实验,重点分析加热功率、工质充液率、倾角及冷凝段风速对其运行热阻的影响.研究结果表明:加热功率对热管的运行性能有重要影响;当工质充液率约为20％时,热管换热器具有最小运行热阻;在最佳充液率为20％和加热功率为360 W时,运行热阻随倾角的增加有减小趋势,但当加热功率较大时,倾角对热管换热器的运行热阻影响不大；随着冷凝端风速的增加,热管换热器的运行热阻不断减小.%Based on the fact that normal gravity-assisted heat pipes are difficult to be enhanced with fins, an innovative gravity-assisted heat pipe was developed, which is made of several rectangular channels in parallel instead of normal round channels. A test apparatus was set up, with which the influences of heating input power, filling ratio, inclination angle and air velocity at condenser section on the heat transfer performance were investigated by contrast tests. The results show that heating input power has an important effect on heat transfer characteristics. The minimum heat transfer resistance is gotten at the filling ratio of about 20%. When filling ratio is 20%, the thermal resistance decreases slightly with the increase of the inclination angle when the input power is 360 W, but the inclination angle has little effect on thermal resistance for higher heat input power. The thermal resistance decreases gradually as the air velocity with the increase of condenser section.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(043)006【总页数】5页(P2419-2423)【关键词】传热;换热器;热管;热阻【作者】曹小林;曹双俊;曾伟;王芳芳;李江;池东【作者单位】中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学能源科学与工程学院,流程工业节能湖南省重点实验室,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TK172与普通热管相比，重力热管不仅结构简单、制造方便、成本低廉，而且传热性能优良、工作可靠。

重力对烧结热管传热性能影响的实验研究
刘东;舒宇;淳良
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2018(046)010
【摘要】针对重力对热管换热器的影响,文中搭建了实验台并实验测试了直线型和L型烧结式热管的传热的性能,分析重力、热管结构形状等因素的影响.实验结果表明:当加热功率较大时,随着倾斜角度的增加,不同结构形式的烧结热管失效段的温度逐渐降低,分析认为重力可以改变管内冷凝工作的流动特性从而影响烧结芯热管的换热特性.在重力作用下,直线型热管最佳的换热倾角为30°-60°,L型热管最佳的换热倾角为90°.
【总页数】4页(P26-29)
【作者】刘东;舒宇;淳良
【作者单位】西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010;西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳621010
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.新型重力热管换热器传热性能的实验研究 [J], 曹小林;曹双俊;曾伟;王芳芳;李江;池东
2.螺旋槽重力热管传热性能实验研究 [J], 单梅;董华;杜猛;闫泽磊
3.超长重力热管传热性能实验研究 [J], 李庭樑; 岑继文; 黄文博; 曹文炅; 蒋方明
4.翅片重力热管传热性能实验研究 [J], 马奕新; 金宇; 张虎; 王娴; 唐桂华
5.石墨烯纳米片-水纳米流体重力热管的传热性能实验研究 [J], 徐正基;杨峻
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新型小管径换热器内流体流动与传热过程研究该文章主要就是对新型小管径换热器内流体流动与传热过程的研究。

近些年来，随着工程技术的发展，换热器在生活中的应用也越来越广泛。

换热器是一种可以将热量从一个物体传递到另一个物体，以调节温度或进行能量转换的装置。

小管径换热器是最常用的换热器，它们可以用作热水器、热水蓄热器、制冷器等。

小管径换热器的传热特性是由流体流动和传热原理决定的，因此，研究小管径换热器内流体流动与传热过程对提高其换热效率有着十分重要的意义。

首先，分析小管径换热器内流体流动的特征。

小管径换热器的管径比较小，流速较快，因此，在流体流动过程中会出现湍流、螺旋流等现象。

管壁上的粘性阻力会对流体流动速度造成影响，有利于流体形成分离区域，发生边界层湍流、三维湍流等。

另外，小管径换热器中的流体有时会形成网格状流动。

研究表明，上述现象对换热效率有很大的影响，因此有必要及时采取有效措施，改善小管径换热器内流体流动的特性。

然后，针对小管径换热器内传热原理进行深入分析。

小管径换热器内传热主要是由对流、辐射、擦拭传热三种途径构成。

其中，擦拭传热可能是小管径换热器传热效率最低的原因，因为它是由管壁摩擦引起的，受到管壁的污染和磨损严重影响。

因此，需要采取措施提高换热器的聚合物表面粗糙度，增加换热器表面的湿滑性，减少换热器内流体流速，以及优化换热器管道结构，以减少对流传热与擦拭传热的温差。

此外，需要改善换热器的冷热端温差，并采用一定的结构形式使冷热液能够混合流动，从而有效地提高热效率。

最后，应当采用一定的技术来改善小管径换热器的换热效率。

计算流体力学工具可以帮助确定改善小管径换热器换热效率的方案。

此外，热效应应用程序可以用来模拟换热器内部温度场，以估算其换热效率。

最后值得一提的是，在提高小管径换热器换热效率的过程中，必须考虑到安全因素，以确保生产的安全性和可靠性。

通过对新型小管径换热器内流体流动与传热过程的研究，可以有效提高小管径换热器的换热效率，从而为工程技术的发展做出贡献。

螺纹管换热效能介绍螺纹管换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。

本文将深入探讨螺纹管换热器的换热效能，包括其原理、影响因素以及优化方法。

原理螺纹管换热器通过将热流体和冷流体分别流过内外两侧的螺纹管，实现热量的传递。

其工作原理可以分为对流换热和传导换热两个过程。

对流换热对流换热是指热流体和冷流体之间的热量传递通过流体的对流传递。

螺纹管的设计可以增加流体之间的接触面积，提高对流换热效率。

此外，螺纹管的流动路径也可以增加流体的流速，加强对流换热。

传导换热传导换热是指热量通过固体壁传导到另一侧的过程。

螺纹管的壁厚度和材料的热导率会影响传导换热的效果。

较大的壁厚度和较高的热导率可以提高传导换热的效率。

影响因素螺纹管换热器的换热效能受多种因素的影响，包括流体性质、螺纹管参数和操作条件等。

流体性质流体的物理性质对换热效能有重要影响。

流体的热导率、密度和粘度等参数会影响热量传递的速率和效果。

高热导率和低粘度的流体有利于提高换热效能。

螺纹管参数螺纹管的参数包括螺距、螺纹角和螺纹深度等。

这些参数会影响螺纹管内的流体流动状态和流速分布，从而影响换热效果。

合理选择螺纹管参数可以提高换热效能。

操作条件操作条件如流体流速、温度差和压力差等也会对换热效能产生影响。

较高的流速和温度差可以促进换热，但过高的压力差可能会导致流体泄漏和能耗增加。

优化方法为了提高螺纹管换热器的换热效能，可以采取以下优化方法。

优化螺纹管设计合理设计螺纹管的几何参数可以改善流体的流动状态，增加接触面积和流速。

例如，增加螺距和螺纹角可以增大流道尺寸，减小流体阻力，提高换热效能。

优化流体性质选择具有较高热导率和较低粘度的流体可以提高换热效能。

在一些特殊应用中，也可以考虑使用具有较大热容量和较高传热系数的工质。

控制操作条件合理控制操作条件可以达到最佳的换热效果。

调整流体的流速、温度差和压力差等参数，以确保在经济和安全的前提下获得最大的换热效能。

SECESPOL高效换热理论依据传热现象是由温度差引起的能量转移，即以温度差为动力而产生的能量由高温向低温进行传递的过程称为传热。

传热有三种基本方式，即热对流、热传导、热辐射，其中，热对流是流体各部分之间相对位移所引起的热传递，是传热效果最好的一种传热方式；热传导是由微观粒子热运动所引起的热传递；热辐射是由热产生的电磁波而进行的热传导（化工原理P200~ P201）。

这三种传热方式的传热效果是按照：热对流＞热传导＞热辐射，由高到低依次排列。

在实际的化工应用中多采用热对流的传热方式进行，但是由于流体本身的流动特点，对流传热是集热对流和热传导于一体的综合现象（化工原理P215）。

以下将对影响对流传热效果的各个因素的基本原理进行说明，并针对SECESPOL螺旋螺纹管换热器与其它传统换热器进行对比。

一、换热管的壁厚对传热的影响；不同物质单位温度梯度下的热通量，称为该物质的导热系数，它表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，与物质的组成、结构、密度、温度及压强有关系。

不同状态物质的导热系数是基本按照金属固体＞非金属固体＞金属液体＞非金属液体＞气体的顺序从大到小排列（化工原理P206）。

在间壁传热过程中，能量的传递速率是与传热面积和传热面两侧温差均成正比，并且还与物质本身的导热系数有关。

对于单层平壁传热，导热速率计算公式如下（化工原理P207）：Q=公式1其中：Q；导热速率，W；S：换热面积，㎡；λ：导热系数，W/m*℃；b：平均壁厚，m；t1、t2：两侧壁面温度，导热推动力，℃；对于传统平板式换热器，板片厚度对传热系数影响很大，厚度每减小0.1mm，对称型板式换热器的总传热系数约增加600W/（m2*K），非对称型约增加500W/（m2*K），换热器板间流道内介质平均流速以0.3～0.6m/s为宜，阻力以不大于100kPa为宜。

（参考《提高板式换热器效能的优化设计》雷新义山西太原市热力公司）。

由公式1可以看出，传热界面的导热系数与传热界面的壁厚成反比。

《重力热管传热特性的数值模拟与实验研究及热管式空预器优化设计》篇一一、引言随着能源需求与环境保护的日益关注，热管技术作为一种高效的传热元件，其应用越来越广泛。

重力热管因其独特的传热特性，在能源、化工、航空、航天等领域发挥着重要作用。

本文旨在通过数值模拟与实验研究的方法，探讨重力热管的传热特性，并基于此对热管式空预器进行优化设计。

二、重力热管传热特性的数值模拟首先，建立重力热管的物理模型和数学模型。

在数值模拟过程中，考虑到重力热管的物理特性和传热机理，利用计算流体动力学（CFD）软件进行仿真分析。

通过设定合理的边界条件和初始条件，模拟重力热管在不同工况下的传热过程。

数值模拟结果显示，重力热管的传热过程受到多种因素的影响，包括工作介质、加热功率、结构参数等。

在不同工况下，重力热管的传热效率有所差异。

通过对模拟结果的分析，可以得出重力热管的传热特性和规律。

三、重力热管传热特性的实验研究为了验证数值模拟结果的准确性，进行了一系列实验研究。

实验中，采用不同工作介质、加热功率和结构参数的热管进行测试，记录了实验过程中的温度、压力等数据。

通过对比实验数据和数值模拟结果，验证了所建立数学模型的正确性。

实验结果表明，重力热管的传热特性与数值模拟结果基本一致。

同时，实验还发现了一些新的现象和问题，为后续的优化设计提供了依据。

四、热管式空预器优化设计基于重力热管传热特性的研究结果，对热管式空预器进行优化设计。

首先，根据实际需求和工况条件，确定空预器的结构参数和工作介质。

其次，通过优化设计，提高空预器的传热效率和稳定性。

最后，利用数值模拟和实验方法对优化后的空预器进行验证和分析。

优化设计后的热管式空预器在传热效率、稳定性和使用寿命等方面均有显著提高。

同时，优化设计还考虑了空预器的成本和制造工艺等因素，确保了其在实际应用中的可行性和经济性。

五、结论本文通过数值模拟与实验研究的方法，深入探讨了重力热管的传热特性。

在此基础上，对热管式空预器进行了优化设计。