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脉动热管作为一种高效传热元件,在电子期间冷却、空间、核能、太阳能等领域具有巨大应用潜力。其在不同应用领域,加热与冷却工况不同、工作温度区间不同,基于此,研究了冷却水流量和温度对板式脉动热管传热性能的影响。同时,将脉动热管应用于太阳能集热,研究了低温和中温冷却条件下聚光式脉动热管太阳能集热器运行特性及吸热过程。主要研究内容和结论如下:(1)通过搭建脉动热管传热性能实验系统,研究不同冷却水流量对脉动热管传热性能的影响,随着冷却水流量的增加,脉动热管传热热阻增加。加热功率较低时脉动热管传热热阻随冷却水温度增加而减小;加热功率较高时脉动热管传热热阻随冷却水温度变化很小。50%和80%充液率对脉动传热管传热性能影响很小,两种充液率下热阻随冷却水温度的变化趋势一致。(2)中温冷却水温度下脉动热管传热热阻比低温冷却水温度下脉动热管的传热热阻低。在冷却水温度较低时,沸点较低的HFE-7300脉动热管传热热阻更低。在较高加热功率或较高冷却水温度下,应采用沸点较高的HFE-7500,此时,脉动热管内工质不易烧干,传热效果更好。(3)探究纳米流体的吸光原理,利用分光光度计测量碳纳米管流体以及纯水和HFE-7100的透光率。研究结果表明:碳纳米管的浓度越高,透射率越低,浓度为0.0375wt%的碳纳米管流体对光的透射率为0。在红外光区,水的光学特性占主导地位,而在紫外和可见光区域,吸光系数对纳米颗粒体积分数的变化更敏感。最后,通过两步法制备了羟基化多壁碳纳米管与制冷剂HFE-7500的溶液,但流体稳定性较差容易出现大规模团聚现象。(4)实验研究了聚光式脉动热管太阳能集热器的运行性能以及吸热过程。研究了聚光式脉动热管太阳能集热器的运行特性以及光热转换效率。浓度0.0015wt%碳纳米管流体比纯水以及0.0375wt%、0.00375wt%浓度的碳纳米管流体为工质时,脉动热管太阳能集热器的蒸发段温度更高。水和HFE-7100的光热转换效率最低只有24%。碳纳米管水分散液的光热转换效率达到50%左右,不同浓度纳米流体的光热转换效率差别较小。但是碳纳米管浓度较高时,溶液粘度就更高,增加了脉动热管工质流动的阻力,不利于热量的传递,浓度0.0015wt%碳纳米管流体适合作为脉动热管太阳能集热器的集热工质。