本發(fā)明主要是通過(guò)親液涂層來(lái)增強(qiáng)工質(zhì)與管道壁面的換熱 過(guò)程，而該專利主要是利用蒸發(fā)段的顆粒形成的粉末結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行傳熱的強(qiáng)化的。專利文獻(xiàn) CN104132569A提出了一種具有功能通道結(jié)構(gòu)的硅基微型脈動(dòng)熱管，脈動(dòng)熱管的槽道是通過(guò) 在硅基片表面刻蝕若干微槽道形成的，且槽道的寬度沿著管道的長(zhǎng)度方向呈線性變化。該 發(fā)明雖然能夠在一定程度上促進(jìn)工質(zhì)在管道內(nèi)部的循環(huán)流動(dòng)，但是對(duì)于工質(zhì)與管道內(nèi)壁面 的換熱過(guò)程并未采取強(qiáng)化換熱手段，與本發(fā)明具有明顯的不同。專利文獻(xiàn)CN101957152A提 出了一種用于無(wú)傾角啟動(dòng)的脈動(dòng)熱管，該脈動(dòng)熱管通過(guò)在絕熱段布置一段回復(fù)力增強(qiáng)段來(lái) 促進(jìn)脈動(dòng)熱管中工質(zhì)的單向流動(dòng)，從而提高脈動(dòng)熱管在無(wú)傾角或者小傾角時(shí)的傳熱能力， 使得該脈動(dòng)熱管在傾角較小或無(wú)傾角時(shí)能順利啟動(dòng)。該專利與本發(fā)明所提出的一種內(nèi)部帶 有親液涂層的脈動(dòng)熱管具有很大的不同，具體敘述詳見
【發(fā)明內(nèi)容】
。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 雖然脈動(dòng)熱管具有管道布置靈活，傳熱系數(shù)高，加工成本低等突出的優(yōu)勢(shì)，但是在 其運(yùn)行過(guò)程中蒸發(fā)段和冷卻段的溫度分布不均勻。為了使得脈動(dòng)熱管兩端的溫度分布更加 的均勻，同時(shí)也進(jìn)一步的提高脈動(dòng)熱管的換熱能力，本發(fā)明提出了一種內(nèi)部帶有親液涂層 的脈動(dòng)熱管換熱器。
[0008] 本發(fā)明所提供的詳細(xì)的技術(shù)方案說(shuō)明如下：
[0009] 一種帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，包括依次連接的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段， 蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段內(nèi)充注有換熱工質(zhì)，所述蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段的內(nèi)壁面涂有與 所述換熱工質(zhì)對(duì)應(yīng)的親液涂層。
[0010] 本發(fā)明的脈動(dòng)熱管換熱器上根據(jù)需要一般設(shè)有充注口，充注口主要是用來(lái)進(jìn)行脈 動(dòng)熱管工質(zhì)的充注和泄回。
[0011] 管道內(nèi)部的親液涂層的厚度是可變的，作為優(yōu)選，所述的親液涂層的厚度為 0.1mm~1_。具體值可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工作情況進(jìn)行進(jìn)一步的選擇。當(dāng)脈動(dòng)熱管的當(dāng)量 管徑較大時(shí)，親液涂層的厚度可以選擇較厚，而當(dāng)脈動(dòng)熱管的當(dāng)量管徑較小時(shí)，親液涂層的 厚度可以選擇較小。
[0012] 脈動(dòng)熱管內(nèi)部涂有親液的涂層，該涂層材料與管道內(nèi)部的工質(zhì)具有非常好的潤(rùn)濕 性，工質(zhì)在其表面的接觸角應(yīng)小于40°，該涂層的材料與脈動(dòng)熱管內(nèi)部所充注的工質(zhì)的類 型相對(duì)應(yīng)。作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段內(nèi)壁面上液態(tài)換熱工質(zhì)與親液涂層表面 的接觸角小于40°。作為優(yōu)選，所述換熱工質(zhì)為去離子水，所述親液涂層為聚甲基丙烯酸羥 乙酯材料、聚乙烯醇、聚丙腈材料。
[0013] 為了維持脈動(dòng)熱管內(nèi)部工質(zhì)的穩(wěn)定振蕩過(guò)程，作為優(yōu)選，脈動(dòng)熱管內(nèi)部換熱工質(zhì) 的充注率范圍應(yīng)為0. 2~0. 8。充注率是指脈動(dòng)熱管所充注的液相工質(zhì)的體積與管道內(nèi)部 總體積的比值，當(dāng)脈動(dòng)熱管的充注率較小時(shí)，脈動(dòng)熱管內(nèi)部的氣塞較多，而液塞較少，此時(shí) 工質(zhì)的振蕩不穩(wěn)定，且由于工質(zhì)的總體熱容量較小，此時(shí)的脈動(dòng)熱管也較易出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。 而當(dāng)脈動(dòng)熱管的充注率較大時(shí)，管道內(nèi)部的液塞較多，而氣塞較少，因此工質(zhì)在管道內(nèi)部振 蕩的推動(dòng)力將不足。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的脈動(dòng)熱管換熱器所使用的管道的截面形狀可為圓形，正方形，矩 形、單面三角形、雙面三角形、梯形等。為了在管道內(nèi)部形成氣塞和液塞交替分布的狀態(tài)，同 時(shí)又不使工質(zhì)在管道內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程中的流動(dòng)阻力較大，管道的當(dāng)量直徑必須滿足如下函數(shù) 式：所述蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段采用的管道當(dāng)量直徑D滿足：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，包括依次連接的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，蒸 發(fā)段、絕熱段和冷凝段內(nèi)充注有換熱工質(zhì)，其特征在于，所述蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段的內(nèi) 壁面涂有與所述換熱工質(zhì)對(duì)應(yīng)的親液涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述的親液 涂層的厚度為0. 1mm~1mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)段、 絕熱段和冷凝段內(nèi)壁面上液態(tài)換熱工質(zhì)與親液涂層表面的接觸角小于40°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述換熱工 質(zhì)為去離子水，所述親液涂層為聚甲基丙締酸哲己醋材料、聚己締醇、聚丙膳材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述換熱工 質(zhì)充注率為0.2~0.8。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)段、 絕熱段和冷凝段采用的管道當(dāng)量直徑D滿足：
其中0為充注換熱工質(zhì)的表面張力，Pi為換熱工質(zhì)的液相密度，Pg為換熱工質(zhì)的氣 相密度，g為重力加速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)段、 絕熱段和冷凝段為銅管、塑料管、不誘鋼管或者玻璃管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，其特征在于，所述換熱工 質(zhì)為去離子水、己醇、甲醇、氨、134a、R161、丙酬、離、氨氣、氮?dú)?、氛?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有親液涂層的脈動(dòng)熱管換熱器，包括依次連接的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段內(nèi)充注有換熱工質(zhì)，其特征在于，所述蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段的內(nèi)壁面涂有與所述換熱工質(zhì)對(duì)應(yīng)的親液涂層。在脈動(dòng)熱管的管道內(nèi)壁面上布置有親液涂層，涂層的厚度和涂層的材料與脈動(dòng)熱管所充注的工質(zhì)的種類相對(duì)應(yīng)，使得工質(zhì)能夠很好的在該材料表面鋪展開來(lái)。由于親液涂層的存在大大強(qiáng)化了液相工質(zhì)與管道壁面的換熱過(guò)程，因此本發(fā)明能夠有效的提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能，降低脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段和冷凝段的溫差，進(jìn)一步的拓寬其工作場(chǎng)合，具有非常好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】F28D15-02
【公開號(hào)】CN104792200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510185998
【發(fā)明人】韓曉紅, 王學(xué)會(huì), 喬曉剛, 鹿丁, 王勤, 陳光明
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日