热管及其性能测试.ppt

热管及其性能测试热管是一种利用工质相变进行热量传递的高效传热器件，其传热效率和输热能力是一般传热器件的100～1000倍，被誉为热的“超导体”，具有导热性好、结构简单、工作可靠、温度均匀等优点，可用于传热、变换热通量以及热控制等方面。用热管制成的换热器结构紧凑、体积小、重量轻、传热温差小、使用寿命长，已广泛应用在航天技术、电子电器、能源动力、运输、化工、轻工、冶金等领域。【实验目的】【热管原理】重力热管的制作和工作原理：封闭的管内
先抽真空，使内压达到1.3×10-3～1.3×10-4Pa
左右，在此状态下充入少量水（管内容积的十分之一左右）。热管下部的蒸发端被加热后，液体因吸收热量而汽化为蒸汽。在微小压差作用下蒸汽流向热管上部的冷凝端，并向外界释放出热量后凝结成液体。该液体在重力作用下沿热管内壁回流到蒸发端，并再次吸热汽化，此过程无限循环完成传热。由于是相变传热，因此热管热阻很小，其传热效率很高。另外由于管内工质处于饱和状态，因此热管几乎是在等温下传递热量。热管的基本特性是：

1.相变传热，极高的传热效率；热阻极小，当量导热系数极高；
2.灵活多变的结构形式及型体尺寸；蒸发端和冷凝端可以分隔很远；
3.具有很好的等温表面；输入输出的热流密度可以变化。【实验装置】【实验内容】热管的平均传热功率P为2.测量热管的等温性
采用热电偶和检流计测量热管外壁的温度分布（热电偶已定标）。沿热管外壁由下向上每间隔15cm为热电偶的一个触点，另一个触点置于加热器的水中。记录各触点的温度填入表中。画出温度分布曲线图。实验表明，热管外壁每个触点的温度差别很小，热管除两端外近似一个等温体。3.比较铜管与热管的传热效率
首先通电加热使加热器中的水沸腾，然后将铜管（材料为紫铜，尺寸与热管相同）放入加热器中并固定，把与倒入热管冷凝器相同质量m的水倒入铜管冷凝器中。t1时刻用温度计测量冷凝器中水的温度T1，t2时刻用温度计再次测量冷凝器中水的温度T’2（t1到t2的时间间隔取为30分钟），比较T2和T’2就可以得到铜管与热管传热效率的差别。【注意事项】【思考题】【实验总结】比较实验表明：

1.热管传热效率高。热管与铜管（形状、尺寸、管材完全相同）。热源温度相同（沸水99℃），冷凝用初始温度相同（室温）。经实验传热效率比较，热管是铜管的40倍。
2.热管基本上是等温体。加热30分钟后，热管表面温度靠近热源处为80℃，靠近冷凝器处为70℃。温差不大。热管的应用2、热管的另一重要特性是等温性
拉平温度是与热源和冷源分开的特点紧密相关的。由于热管是趋向于在均匀温度下运行的，因此可用它来减小物体不均匀加热区之间的温度梯度。热管的这一特性应用到人造卫星上。人造卫星是一部分向阳，而一部分背阴，温差很大。把热管装在卫星上，可以使其阳面和阴面的温度趋于均匀。
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