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在许多应用场合,采用小型分离式热管是一种合理地选择。因而有必要就此作进一步深入了解,以便为实际应用提供合理依据。并用蛇形翅片管换热器作为冷凝段和蒸发段的换热器,这样可以更加灵活方便的使换热器适应不同的工况条件。
本文对分离式热管的整体热量传递特性进行了理论分析和实验研究。针对分离式热管的工作原理及其实际应用条件,并结合蛇形翅片管换热器的传热特点和计算模型,建立稳态分布参数模型,编制了计算程序,用有限差分法对分离式热管系统变工况下的稳态特性进行了数值计算。探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量和蒸发器进风面风速对分离式热管的影响。得出的结论为,分离式热管的传热量会随着蒸发器进风温度的不断提高,先增加后减小;分离式热管传热量随着充液量的增加同样经过了先增大后减小的过程;随着高度差的增加,分离式热管质量流量的增加量在不断减少,传热量的增加量也在不断减少。
为了验证数学模型及计算方法的正确性,在被控制室内对分离式热管在变工况条件下进行了实验研究。实验表明,在冷凝端进风温度恒定为16.55℃时,蒸发端进风温度低于60℃时,以R600a为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率后,分离式热管的传热能力得到了提高。分离式热管的充液率R为205.2%比充液率R为182.84%的传热能力平均提高11.68%。随着蒸发器与冷凝器的高度差的增大,分离式热管的传热能力得到提高。高度差为1m的分离式热管比高度差为0.8m的传热能力平均提高9.57%。