大直径高温热管在高热流密度下的性能实验研究

摘要

高温热管的启动性能和均温性能与其总传热量通常是两个相对立的性能表现,而大直径的高温热管由于其很高的总传热量,在高热流密度条件下具有广泛的发展潜力和应用前景.本文制备了大直径高温热管,研究了其在高热流密度条件下的启动性能、轴向和径向均温性以及等效热阻.结果表明:在高热流密度和自然对流条件下,高温热管能够在-45°~90°范围内正常启动,具有一定的抗重力特性.根据努森数得出蒸气流转变温度,并以此为基础将大直径高温热管启动过程划分为6个阶段,启动期间温度曲线形成4个温度“阶梯”.这6个阶段和4个温度“阶梯”在实验中均被观测到,由此归纳出了大直径高温热管典型的6阶段升温曲线.此外,该高温热管在高热流密度下表现出优异的启动性、均温性和低热阻特性,最小等效热阻可以达到0.02 K/W.实验发现,大直径高温热管径向温差最大可达50℃,但提高热流密度能够改善其径向均温性.