傳熱機理
振蕩熱管(Oscillating Heat Pipe , 簡稱OHP) 又稱脈動熱管、彎曲毛細管熱管及自激振蕩流熱管等, 是由日本學者Akachi于20世紀90年代初提出的。
振蕩熱管的工作原理為:在一封閉的蛇形回路毛細管路中,充有一定量的工作介質,該介質在表面張力及冷熱端溫差的作用下形成汽液塞狀流隨機地出現在蛇形回路中,通過相變(蒸發和冷凝)和汽液振蕩實現熱量傳遞。小管徑和冷熱端反復的折彎是形成振蕩熱管的兩個基本條件。振蕩熱管有兩種基本結構型式:回路型和非回路型,如圖1所示。與普通熱管不同,振蕩熱管內部不是單純的相變傳熱,而是集顯熱傳熱、相變傳熱、膨脹功于一體,涉及多物理學科、多參數的汽液兩相流系統。
熱管及熱管換熱器的特點
與普通熱管相比, 振蕩熱管具有如下顯著優點:
(1)體積小, 結構簡單, 成本低。
(2)傳熱性能好。振蕩流熱管的傳輸熱流密度是普通吸液芯熱管的幾十倍。
(3)適應性好。
振蕩流熱管作為一種管外換熱的高效傳熱元件,用它組成熱管換熱器不僅具有熱管固有的特點,而且還具有以下特點:
(1)熱管換熱器可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開,不會發生冷熱流體的摻雜。所以熱管換熱器用于易然、易爆、腐蝕等流體的換熱場合具有很高的可靠性。
(2)熱管換熱器可以比較容易地實現冷、熱流體的完全逆流換熱;同時冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數,且兩側受熱面均可采用擴展受熱面,因此用于品位較低的熱能的回收非常經濟。
(3)對于含塵量較高的流體,熱管換熱器可以通過熱管結構尺寸,擴展受熱面形式,以解決換熱器的磨損堵灰問題。