真空超导散热器简介.doc

真空超导散热器基本原理真空超导散热器,又叫热虹吸管散热器,利用柱型或板型散热器为壳体,在散热器底部穿入热媒管,壳体内注入工质,并建立真空环境,这是一种常温重力式热管。工作过程是:在散热器底部,供热系统通过热媒管将壳体内的工质加热,在工作温度范围内,工质沸腾,蒸汽上升至散热器上部凝结放热,凝结液沿散热器内壁回流至加热段被再次加热蒸发,热量通过工质的不断循环相变由热源传递至热沉,达到供热、加热的目的蒸发段相当于散热器的“内热源”,“冷凝段”的表面积远远大于“蒸发段”的表面积。为了改善对室内热微环境的影响,供暖散热器理想的目标是一定的热媒温度下得到最大的散热量,同时有均匀的表面温度,避免散热器表面出现“热区”、“冷区”。几种工质的主要热物理参数中文名分子式熔点℃正常沸点℃相容壳体材料温度℃饱和压力105Pa输运因素106W/m2***利昂-11CFCl3-、铜、***CH3OHCH3-、铜、-、※       (1)热虹吸散热器的放热能力不及常规散热器。热虹吸散热器属于“二次换热”,总的传热热阻比常规散热器大,使得以外表面计算的总传热系数下降;受结构的局限,热虹吸散热器“蒸发段”传热面积远小于“冷凝段”传热面积,因而其传热能力主要取决于热媒管与工质之间的热阻。另有研究表明,强化热媒与工质之间的换热可以提高热虹吸散热器总传热系数30%以上[3]。(2)热虹吸散热器具有与常规散热器相反的表面温度均匀性特性。常规散热器表面温度不均匀,存在明显的“热区”和“冷区”,热媒出口附近散热器表面测试温度值明显低于热媒进口附近的测试温度值,散热器表面温度标准偏差数据比热虹吸散热器相应数值高得多,而且其数值随着热媒温度的升高而加大;热虹吸散热器表现出良好的表面温度均匀性特性,但水工质热虹吸散热器在热媒进水温度低于88℃时,散热器表面温度标准偏差值与常规散热器不相上下,热媒进水温度88℃后,水工质热虹吸散热器表现出良好的表面温度均匀性;随着热媒进水温度的升高,各种实验工质热虹吸散热器的表面温度均匀性越显著。对于常规散热器,热媒温度越高,进、出口端受热不均匀越显著,相应进、出口端散热器表面温度的不均匀性也越明显;而对于热虹吸散热器,表面温度不均匀是工质蒸汽不均匀分布和残存不凝性气体阻止蒸汽凝结放热引起的。沿热媒管长度方向,热虹吸工质在热媒入口端比出口端沸腾强烈,常规散热器片式或柱式结构形式阻碍了热虹吸工质在散热器内部的横向流动,导致散热器表面温度的不均匀性,随着散热器的温度升高,不凝性气体的影响相对减弱,散热器的表面温度均匀性进一步改善,另外,开发有利于热虹吸工质蒸汽在散热器内部均匀分布的散热器结构形式,可进一步克服沿热媒管方向工质不均匀受热造成的表面温度不均匀现象。(3)适当的饱和蒸汽压范围是选择热虹吸散热器工质的重要决定因素。热虹吸管散热器主要依靠工作液体的相变来传递热量,工作液体应具有良好的综合热物理性质,要求液体的输运因素大,并有适当的饱和蒸汽压;与经典热管不同的是