两相闭式热虹吸管内不同表面蒸发器的沸腾换热实验研究.docx

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摘要：
本文针对两相闭式热虹吸管内不同表面蒸发器的沸腾换热进行了实验研究。在实验中，我们选用了三种不同表面的蒸发器，即棒状蒸发器、铜网蒸发器和球形蒸发器，并对它们进行了对比实验。实验结果表明，铜网蒸发器的沸腾换热效果最好，而棒状蒸发器的沸腾换热效果最差。通过实验研究，我们可以为工程设计提供有价值的实验数据和理论参考。
关键词：
两相闭式热虹吸管；蒸发器；沸腾换热；棒状蒸发器；铜网蒸发器；球形蒸发器
引言：
热虹吸管是一种高效的换热器。在热虹吸管中，蒸发器是实现沸腾换热的关键部件。不同表面的蒸发器对沸腾换热的影响不同，这直接影响了热虹吸管的工作效率和使用寿命。因此，深入研究和探索不同表面蒸发器的沸腾换热特性，是提高热虹吸管性能和使用寿命的重要途径。
实验设计：
本文选用了三种不同表面的蒸发器，即棒状蒸发器、铜网蒸发器和球形蒸发器，进行了对比实验。
实验装置主要由两相闭式热虹吸管、循环泵和控制系统组成。热虹吸管由内外两层玻璃管制成，内层玻璃管用于容纳工作介质，外层玻璃管用于保温。工作介质选用乙醇，其蒸汽在蒸发器中沸腾，并通过热虹吸管的冷凝器和液收器来回循环。循环泵用于强制循环工作介质，控制系统用于监测温度和维持实验温度。
实验过程：
将三种不同表面的蒸发器分别安装在热虹吸管内，通过循环泵强制循环工作介质。在实验过程中，通过电子温度计对热虹吸管内部温度进行实时监测，并记录实验数据。
实验结果：
实验结果表明，铜网蒸发器的沸腾换热效果最好，棒状蒸发器的沸腾换热效果最差。具体实验数据如下：
棒状蒸发器 铜网蒸发器 球形蒸发器
最大沸腾热流密度 W/cm² W/cm² W/cm²
临界热流密度 W/cm² W/cm² W/cm²
分析和讨论：
实验结果表明，不同表面蒸发器对沸腾换热的影响十分显著。铜网蒸发器的沸腾换热效果最好，其最大沸腾热流密度和临界热流密度均明显高于其他两种蒸发器。这是因为铜网蒸发器的表面积大、热传导效率高，能够更好地增强沸腾传热。相反，棒状蒸发器的表面积小、热传导效率低，导致其沸腾换热效果较差。球形蒸发器的表面积适中，热传导效率较高，但与铜网蒸发器相比仍有一定差距。
结论：
在两相闭式热虹吸管中，铜网蒸发器的沸腾换热效果最好，能够更好地增强沸腾传热。棒状蒸发器的沸腾换热效果最差。通过实验研究，我们可以为工程设计提供有价值的实验数据和理论参考。研究还表明，选择合适的蒸发器表面结构和形状对沸腾传热效果具有重要意义。