热管技术及其工程应用传热极限计算

热管技术及其工程应用热管的传热极限 声速极限： 热管管内蒸汽流动，由于惯性力的作用，在蒸发端出口处蒸汽速度可能达到声速或者超声速，而出现堵塞现象，这时的最大传热量被称为声速极限。 毛细极限

热管技术及其工程应用 热管的传热极限 声速极限 ：热管管内蒸汽流动，由于惯性力的作用，在蒸发端出口处蒸汽速度可能达 到声速或者超声速，而出现堵塞现象，这时的最大传热量被称为声速极限。 毛细极限 △P≥△P+△P±△P ：热管正常工作的必要条件是。如果加热量超过了某一数值， capvlg 由毛细力作用抽回的液体就不能满足蒸发所需的量，于是便会出现蒸发段的吸液芯干涸，蒸 发段管壁温度剧烈上升，甚至出现烧坏管壁的现象，这就是所谓的毛细传热极限。 沸腾极限 ：热管蒸发段的主要传热机理是导热加蒸发。当热管处于低热流量的情况下， -- 热量的一部分通过吸液芯和液体传导到汽液分界面上，另一部分则通过自然对流到达汽液 分界面，并形成液体的蒸发。如果热流量增大，与管壁接触的液体将逐渐过热，并会在核化 中心生成气泡。热管工作时应避免气泡的生成，因为吸液芯中一旦形成气泡后，如果不能顺 利穿过吸液芯运动到液体表面，就将引起表面过热，以致破坏热管的正常工作。因此将热管 蒸发段在管壁处液体生成气泡时的最大传热量称作沸腾传热极限。 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，在这种情况下，热管传热极限将受到限制，热管的工作温度低于正常温度时将遇到这种 极限，它又被称为蒸汽压力极限。 携带极限： 当热管中的蒸汽速度足够高时，液汽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。 以下就以氨为工质展开五种传热极限的相关计算，氨的物性参数如下表所示： 饱和温度 饱和压 汽化潜 蒸汽密 蒸汽粘 表面张 液体密 液体粘 T/K 力 热 度 度 力 度 度 6 - -3 - Pv/10P h/(kJ ρ/(kg μ/10 σ/10 ρ/(kg μ/10 fg v v l l 3 6 3 8 a /kg) /m) (N·s/m （N/m） /m) (N·s/m 2 2 ) ) 240 0.10226 1369 0.8972 9.16 33.9 681.4 273 250 0.16496 1339 1.404 9.54 31.5 668.9 245 260 0.25529 1307 2.115 9.93 29.2 656.1 220 270 0.381 1273 3.086 10.31 26.9 642.9 197 280 0.55077 1237 4.38 10.7 24.7 629.2 176 290 0.77413 1198 6.071 11.07 22.4 615.0 157.7 300 1.0614 1159 8.247 11.45 20.2 600.2 141.0 310 1.4235 1113 11.01 11.86 18 584.6 126.0 320 1.8721 1066 14.51 12.29 15.9 568.2 113.4 330 2.4196 1014 18.89 12.74 13.7 550.9 101.9 例：工质氨的热管，直径φ=3mm,壁厚=0.3mm,长度L=300mm，工作温度240K, 有效长度为150mm。试确定该热管的传热功率。