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：热管正常工作的必要条件是AP^△P+APl±AP。如果加热量超过了某capvlg一数值，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...

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：热管正常工作的必要条件是AP^△P+APl±AP。如果加热量超过了某capvlg一数值，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T/K饱和压力PV/106Pa汽化潜热h/(kJfg\/kg)蒸汽密度P/(kg/m3)蒸汽粘度口/10-6(Nv•s/m2)表面张力。/10-3(N/m)液体密度P/(kg/ml)液体粘度口/10-8(N•s/m2)2400.1022613690.89729.1633.9681.42732500.1649613391.4049.5431.5668.92452600.2552913072.1159.9329.2656.12202700.38112733.08610.3126.9642.91972800.5507712374.3810.724.7629.21762900.7741311986.07111.0722.4615.0157.73001.061411598.24711.4520.2600.2141.03101.4235111311.0111.8618584.6126.03201.8721106614.5112.2915.9568.2113.43302.4196101418.8912.7413.7550.9101.9例：工质氨的热管，直径©=3mm，壁厚=0.3mm，长度L=300mm,工作温度240K,有效长度l为150mm。试确定该热管的传热功率。eff一、声速极限解：NH3在240K时的有关物理参数如下：蒸汽密度P=0.8972kg/m3饱和蒸汽压P=0.10226X106Pav汽化潜热h=1369X103J/kgfg比热容比Y=4/3=1.33v分子量M=17通用气体常数R=8.314X103J/(kmol・K)o蒸汽的气体常数R=8.314X103-F17=478.47J/(kg・K)v汽腔的横截面积nd2兀A=亠=x(2.2x10-3)2=3.8x10-6m2v44将以上数据带入计算公式中，有Q二Aphs,maxvofgYRT]J2v——v_o—2(Y+1)」v=3.8x10-6x0.8972x1369x103x1.33x478.47x240『22x(1.33+1)=844.97W声速极限的规律总结如下：二、毛细极限解：NH在240K时的有关物理参数如下:3液体密度p=681・4kg/m3l液体黏度卩=273X10-8N•s/m2l液体导热系数k=0・615W/(m・K)l液体的表面张力系数o=33.9X10-3N/m蒸汽密度P=0.8972kg/m3蒸汽黏度卩=9.16X10-6N•s/m2v汽化潜热h=1369X103J/kgfg有效毛细半径r=1/(2N)=6.4x10-5mc最大毛细压力P=b—1.06x103N/m2c,maxrc垂直方向上的液体静压力pgdcos©=14・69N/m2lv轴向的液体静压力pglsin©二0l液体流道的平均半径r=(d+5)/2=1.25x10-3mv吸液芯的横截面积A二兀C2一d2)/4=7.22x10-7m2wiv吸液芯弯卷系数S=1.05（经验数据）吸液芯的空隙率e=1-nSNd/4=0.594吸液芯的渗透率K=__=4.07x1011m21221-£2丿液体的摩擦系数F=1—99.6(N/m2)/(W•m)1KAphwlfg蒸汽腔的横截面积A二兀d2/4=3.8x10-3m2vv蒸汽腔的水力半径r=d/2—1.1x10-3mhvv阻力系数fRe=16vv蒸汽的摩擦系数F=(fvRevH=1.57x10-2(N/m2)/v2Ar2phvhvvfg(W•m)将以上数据带入计算公式中，有2 说明：声速极限的实际数值应为图中相应数值乘以一百，单位为瓦；沸腾极限的实际数值应为图中相应数值乘以十，单位为瓦。粘性极限的实际数值应为图中相应数值乘以一万，单位为瓦。温度的单位为开尔文。

                    本文档为【热管技术及其工程应用传热极限计算】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
                    图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。 
 该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。

                    [版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。

                    本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。

                    网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
                

下载需要：￥15.0 已有0 人下载

立即下载

热管技术及其工程应用传热极限计算

你可能还喜欢